JP5287582B2 - 車両の位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車幅方向位置を規制する車両の位置決め装置に関する。

近年、バッテリを駆動源として走行する電気自動車の開発が進められており、該電気自動車にはバッテリ交換方式のものがある。このバッテリ交換方式は、例えば電力消費量が少ない夜間にバッテリに予め充電しておき、電気自動車に搭載されたバッテリが消耗したときに、充電済みのバッテリと交換する方式である。

ここで、バッテリを交換するときに、位置検出手段でバッテリ車体収納部の位置を検出し、その検出結果に基づき、位置合せ手段でバッテリユニットとバッテリ車体収納部との位置合せを行う技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。

特許第３５３０８７０号公報

しかしながら、かかる従来のバッテリ交換方式では、停止した車両に対して、バッテリーユニットの相対的な位置を合わせる方法であるため、この位置合せに時間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、迅速に位置決めを行うことができる車両の位置決め装置を提供するものである。

本発明に係る車両の位置決め装置においては、車両の車輪が接地されて車両を車幅方向に移動可能にする移動可能化手段を設けると共に、前記車輪に当接して荷重を加えることによって車両の車幅方向の位置を規制する規制手段を設け、前記規制手段は、上下方向に沿って延びる軸を中心として回転可能に軸支された筒状の縦ローラであり、車両を進行させながら前記車両の車幅方向の位置を調整するようにしたことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る車両の位置決め装置によれば、車両を進行させながら前記車両の車幅方向の位置を調整するため、従来の位置検出手段と位置合せ手段とを用いた位置合せ方法よりも迅速に位置決めを行うことができる。

本発明の実施形態にかかる車両の位置決めシステム全体を示す側面図である。 図１の平面図である。 本発明の実施形態にかかる車両の位置決め装置を示す斜視図である。 図３の位置決め装置の上に車両が載置されている状態を示す斜視図である。 図４の側面図である。 図５の平面図である。 後輪を縦ローラによって車幅方向の位置規制を行っている状態を示す一部断面の斜視図である。 後輪を縦ローラによって車幅方向の位置規制を行っている状態を示す正面図である。 図８の平面図である。 前輪側の縦ローラを示す正面図である。 前輪を縦ローラによって車幅方向の位置規制を行っている状態を示す正面図である。 前輪用および後輪用の車輪位置決め機構を車論が通過する状態を示す側面図である。 バッテリアセンブリを上下動させる昇降装置を設けた位置決め装置を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図中、車両上方をＵＰ、車両進行方向（車両前方）をＦＲ、車幅方向をＷＤと記す。

まず、本発明の全体概要について説明する。本発明に係る車両は、車輪駆動用の電動モータと、該電動モータに電力を供給するバッテリを複数一体に含むバッテリアセンブリと、が搭載された電気自動車（燃料電池自動車、ハイブリッド自動車等も含む）である。また、車両位置決め装置は、この車両の例えば床下等に搭載されるバッテリアセンブリの着脱作業を、例えば下方から行う際に用いられる。すなわち、車両位置決め装置を用いて車両を所定位置に配置することで、車両に対するバッテリアセンブリの取り外しや取り付けの作業を、より円滑にかつより確実に行うことができるようになる。なお、本発明は、バッテリアセンブリの着脱用途に限定されるものではない。

本発明にかかる車両位置決め装置は、比較的低速で進行する車両を、主として車幅方向にガイドして所定の位置に到達させるものであり、位置決めの目的としては、所定の位置に向けて車両を能動的に移動させる駆動機構を備えていない。よって、本発明にかかる車両位置決め装置は、比較的小型、軽量であり、かつエネルギー消費量の比較的少ない装置として構成することができる。

図１は本発明の実施形態にかかる車両の位置決めシステム全体を示す側面図、および、図２は図１の平面図である。

図１，２に示すように、本発明の実施形態にかかる車両の位置決めシステム１は、車両３を導入させる導入区間５と、該導入区間５の先方側に配置されて車両３の位置決めが行われる位置決め区間７と、該位置決め区間７の先方側に配置された導出区間９とからなる。前記導入区間５は上り坂１１、位置決め区間７は平坦路１２、および、導出区間９は下り坂１５に形成されており、導入区間５を上り坂１１とすれば、車両３の速度を低くしやすいという利点がある。なお、これら導入区間５および導出区間９を、共に平坦路に設定してもよい。また、前記導入区間５〜導出区間９に至るまで、左右一対の軌道部材１７，１７が車両進行方向（車両前方）に沿って延設されており、これらの軌道部材１７の車幅方向外側の縁部には、車両進行方向に沿ってガイドレール１９（図３参照）が延設され、車輪が軌道部材１７から離脱するのが抑制されている。前記位置決め区間７には、後輪用の車輪位置決め機構２１と、前輪用の車輪位置決め機構２３と、を有する車両の位置決め装置２５が配設されている。

この車両位置決めシステム１では、ドライバが車輪（タイヤ）を軌道部材１７上に乗せつつ車両３を比較的低速で前進させることにより、後輪２７が後輪用の車輪位置決め機構２１で車幅方向に位置決めされ、かつ前輪２９が前輪用の車輪位置決め機構２３で車幅方向に位置決めされる。

前記位置決め区間７には、車輪の幅（具体的には、タイヤのトレッド幅）よりも広い幅の上面１７ａを有して相互に平行に直線状に延伸する一対の軌道部材１７が配設されている。一対の軌道部材１７およびガイドレール１９の間隔は、車両３のトレッドに応じて可変設定できるようになっている。そして、一対の軌道部材１７間の下方スペースから、車両の床下に搭載したバッテリアセンブリの取り外しや取り付けの作業を行うことができる。

図３は本発明の実施形態にかかる車両の位置決め装置を示す斜視図、図４は図３の位置決め装置の上に車両が載置されている状態を示す斜視図である。図５は図４の側面図、図６は図５の平面図である。

前述したように、本実施形態による車両の位置決め装置は、左右一対の軌道部材１７，１７と、これらの軌道部材１７のそれぞれに設けられた後輪用の車輪位置決め機構２１および前輪用の車輪位置決め機構２３と、後輪用の車輪位置決め機構近傍に設けられて、左右の軌道部材同士１７，１７を車幅方向に橋渡す車輪陥入部３１と、軌道部材１７の縁部に設けられたガイドレール１９と、前輪用の車輪位置決め機構近傍に設けられて、前輪２９の回動を阻止する操舵輪回動阻止手段としての前輪回動阻止機構３３とを備えている。

後輪用の車輪位置決め機構２１は、移動可能化手段としての前後ローラ３５と、該前後ローラ３５の前端部の車幅方向外側に配置された後輪用規制手段としての後輪用縦ローラ３７とを備える。

前後ローラ３５は、車両進行方向ＦＲに沿って延設された円筒状の部材であり、車両進行方向ＦＲに延びる軸を中心として回転可能に支持されている。この前後ローラ３５の上に車両３の車輪（タイヤ）が載置されて前後ローラ３５が回転することによって、車両３が車幅方向に移動することができるように構成されている。

後輪用縦ローラ３７は、上方に向けて延設された略円錐台状の部材であり、上方に延びる軸を中心として回転可能に支持されている。後輪用縦ローラ３７は、前後ローラ３５の前端部の車幅方向外側の部位に配置されている。この縦ローラ３７の側面に車輪（タイヤ）が当接すると、縦ローラ３７からタイヤに向けて荷重が加わり、車両３の車幅方向位置が規制されるように構成されている。

また、前記車両位置決め装置２５には、車輪（本実施形態では後輪２７）を陥入させる車輪陥入部３１が設けられており、ドライバが車両３を前進させて車輪を車輪陥入部３１に陥入させ、図４〜図６に示すように、車両３の後輪２７が車輪陥入部３１にその位置で車両３を停止させることによって、車両３が前後方向に位置決めされるようになっている。

車輪陥入部３１は、例えば、軌道部材１７の上面１７ａ上に、軌道部材１７の延伸方向（車両進行方向ＦＲ）と直交する車幅方向ＷＤに沿う一対の平行なビーム３９，３９を設けることによって構成することができ、車輪が陥入位置から前方および後方へ移動するのを抑制する所謂輪止めとして機能するものである。もちろん、所定の作業が終了した際には、ドライバが車両３を前進または後退させる操作を行うことで、車輪が車輪陥入部３１から前方または後方に脱出できるようになっている。

前記ビーム３９は、具体的には、断面Ｌ字状のアングル材を、その角部が上方となる姿勢で軌道部材１７の上面１７ａ上に配置したものとして構成することができる。なお、ビーム３９は、本実施形態では、二つの軌道部材１７，１７間で架設されているが、架設することは必須ではなく、少なくとも軌道部材上に形成されていればよい。また、車輪陥入部３１は、軌道部材１７の上面１７ａを凹設した凹部として形成することもできる。

ガイドレール１９は、車両３が進行しているときに、軌道部材１７の上面１７ａから車輪が脱輪しないように設けられている。

前輪用の車輪位置決め機構２３は、移動可能化手段としての前後ローラ４１と、該前後ローラ４１の前端部の車幅方向外側に配置された前輪用規制手段としての前輪用縦ローラ４３とを備える。

前後ローラ４１は、後輪用のものと同様に、車両進行方向に延設された円筒状の部材であり、車両進行方向に延びる軸を中心として回転可能に支持されている。

前輪用縦ローラ４３は、前輪用後側縦ローラ４７と前輪用前側縦ローラ４５とからなり、それぞれ略円錐台状に形成されている。前輪用後側縦ローラ４７および前輪用前側縦ローラ４５は共に、上方に延びる軸を中心として回転可能に支持されており、前後ローラ４１の前端部の車幅方向外側の部位に前後方向に沿って並んで配設されている。

また、前後ローラ４１の車幅方向外側には、操舵輪回動阻止手段としての前輪回動阻止機構３３が配設されている。この前輪回動阻止機構３３は、車両進行方向ＦＲに延びる細い円筒状のガイドバー４９と、該ガイドバー４９を車幅方向に移動させるエアー等の駆動源を有する機構本体５１と、から構成されている。この機構本体５１を作動させて前記ガイドバー４９を車幅方向内側に移動させ、前輪２９（前タイヤ）に押し当てることによって、前輪の回動を阻止することができる。

次いで、本実施形態による車両位置決め装置を用いて、車両の車幅方向の位置決めを行う手順を簡単に説明する。

上記構成の車両位置決め装置２５において、図１に示すように、車両３が導入区間５を通過して位置決め区間７に進入すると、まずは前輪２９が後輪用の車輪位置決め機構２１を通過する。このとき、前輪２９は後輪用の車輪位置決め機構によって車幅方向にある程度位置決めされる。

そして、本実施形態では、前後二つの車輪位置決め機構２１，２３の配置を適宜に設定しているため、図７，８，９に示すように後輪用の車輪位置決め機構２１による後輪２７の位置決めが行われ、図１０，１１に示すように前輪用の車輪位置決め機構２３による前輪２９の位置決めが行われる。

図７，８に示すように、後輪用縦ローラ３７の上部における車幅方向内側の側面３７ａは、上方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜しており、下部の側面３７ｂは上下方向に延びている。従って、図７に示すように、後輪２７の前側外側角部（図７の断面ハッチング部における車幅方向外側の下端部の角部）が、後輪用縦ローラ３７の側面３７ａに当たると、この側面３７ａから後輪２７へ向けて後輪２７を車幅方向内側に押圧する荷重がかかる。ここで、図８，９の二点鎖線に示す位置で前後ローラの上に後輪２７が載置されると、後輪２７は前後ローラ３５の回転に伴って車幅方向に移動可能になっている。従って、そのまま車両３が前進すると、図７〜図９の二点鎖線から実線に示すように後輪２７が車幅方向内側に移動することによって、車両３の車幅方向位置が規制される。

また、図１１の二点鎖線に示す位置で前後ローラ４１の上に前輪２９が載置されると、前輪２９は前後ローラ４１の回転に伴って車幅方向に移動可能になっている。そのまま車両３が前進すると、図１１に示すように前輪２９が前輪用後側縦ローラ４７および前輪用前側縦ローラ４５に当接して車幅方向内側に移動することによって、車両３の車幅方向位置が規制される。なお、図１０に示すように、前輪用後側縦ローラ４７および前輪用前側縦ローラ４５の上部における車幅方向内側の側面４５ａ，４７ａは、上方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜しており、下部の側面４５ｂ，４７ｂは上下方向に延びている。

このように、車両３が車幅方向の位置決めをされた後は、後輪２７が車輪陥入部３１に陥入して車両３が停止することによって車両３が前後方向にも位置決めされ、車両３が車幅方向ならびに前後方向ともに位置決めされるようになっている。具体的には、後輪２７が後輪用の車輪位置決め機構から前方に抜け出して車輪陥入部３１の手前側のビームに乗り上げている状態で、まだ前輪用の車輪位置決め機構２３による前輪２９の位置決めが完了していない状態があり、前輪２９の位置決めが完了した後あるいは完了するのとほぼ同時に、後輪２７が車輪陥入部３１に陥入して、車両３が停止するようになっている。

車両３では、一般的に、二輪操舵の場合には、前輪２９が操舵輪となって後輪２７が非操舵輪となり、また、四輪操舵の場合には、後輪２７の操舵角度範囲より前輪２９の操舵角度範囲が大きく設定される。よって、後輪２７に比べて前輪２９は切れた状態（直進状態での角度から回動した状態）となる確率が高く、前輪２９を基準として位置決めを行うと位置決め精度が低下してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、まずは後輪２７（非操舵輪、あるいは操舵角の小さい車輪）を位置決めし、それ以降（同時または後に）前輪２９（操舵輪、あるいは操舵角の大きい車輪）を位置決めすることで、車両３の車幅方向の位置決め精度の低下を抑制している。

また、車両３の位置決めが完了した後は、全ての車輪が車幅方向の位置決め機構２１，２３から離間し、車輪と軌道部材１７の上面１７ａとのフリクションによって、車幅方向に位置決めした状態が維持されるようにしている。

図１２は前輪用および後輪用の車輪位置決め機構を車論が通過する状態を示す側面図、および、図１３はバッテリーを上下動させるリフターを設けた位置決め装置を示す斜視図である。

図１２に示すように、二点鎖線で示すＡ地点では、前輪２９および後輪２７ともに前後ローラ３５，４１の後端部に接地している。一点鎖線で示すＢ地点では、前輪２９および後輪２７ともに前後ローラ３５，４１の前端部に接地しており、かつ、縦ローラ３７，４５，４７に当接して車幅方向位置を規制している。そして、実線で示すＣ地点では、後輪２７は車輪陥入部３１に陥入されて前後位置が規制され、前輪２９は軌道部材１７の上面１７ａに接地されて摩擦力によって前後位置が規制（固定）されている。

図１３に示すように、本発明の変形例では、昇降装置５５によってバッテリアセンブリを車両３の床下に取り付けることができる。

フロア面５３には、前述した構造の軌道部材１７，１７が左右一対に配設されており、これら一対の軌道部材同士１７，１７の間には、作業スペースＳが下方に向けて凹設されており、前記作業スペースＳの底面には昇降装置５５が配置され、側壁面にはリフト装置５７が取り付けられている。昇降装置５５は、下部の昇降部５９と、該昇降部５９の上に設けられた天板部６１と、から構成されている。この天板部６１の上には、バッテリアセンブリ６３が載置されており、昇降部５９を上下動させることでバッテリアセンブリ６３を上昇または下降させることができる。前記リフト装置５７の上端には、ロッド６５を介して係止プレート６７が設けられている。即ち、リフト装置５７を稼働させてロッド６５を上方に持ち上げて係止プレート６７を車両３の床面に設けた高剛性のメンバ部材に押し当てて車両３の位置を前後で動かないようにしたまま、バッテリアセンブリ６３の交換等を行うことができる。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）前記移動可能化手段として、車両の進行方向に沿って延びる軸を中心として回転可能に軸支された円筒状の前後ローラ３５，４１を用い、該前後ローラ３５，４１の側面の上に後輪２７と前輪２９のトレッド面を接地するように構成しているため、車幅方向の位置合わせを迅速にかつ容易に行うことができる。

（２）前記規制手段として、上下方向に沿って延びる軸を中心として回転可能に軸支された筒状の前輪用縦ローラ４３および後輪用縦ローラ３７を用いているため、簡単な構造で、車両を走行させながら位置合せを行うことができる。

（３）前輪用縦ローラ４５，４７および後輪用縦ローラ３７の車幅方向内側の側面３７ａ，４５ａ，４７ａは、上方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜しているため、車輪が縦ローラ３７，４５，４７の側面に仮に乗り上げた場合でも車幅方向位置が容易に矯正される。

（４）前記前後ローラ３５，４１と後輪用縦ローラ３７および前輪用縦ローラ４５，４７との車両進行方向の位置関係は、前記前後ローラ３５，４１の上に車輪２７，２９が載置しているときに前記後輪用縦ローラ３７および前輪用縦ローラ４５，４７に車輪２７，２９が当接する位置である。このように、縦ローラ３７，４５，４７から車輪に荷重が加わった場合に車輪が車幅方向に容易に移動するため、車両の位置決めを更に迅速に行うことができる。

（５）前記前後ローラ３５，４１を車両が通過した後に車輪２７，２９を接地させて車両位置を固定するように構成しているため、前記規制手段および移動可能化手段によって車幅方向位置が定まった状態で車両前後位置を固定することができる。

（６）前記前後ローラ３５，４１よりも車両進行側に、車両の操舵輪側の前輪２９を車幅方向内側に押し付けて回動を阻止する操舵輪回動阻止手段である前輪回動阻止機構３３を配設している。このため、車幅方向位置および車両前後位置が定まった状態で操舵輪の回動を確実に阻止することができる。

２５ 位置決め装置
３５，４１ 前後ローラ（移動可能化手段）
３７ 後輪用縦ローラ（規制手段）
４５ 前輪用前側縦ローラ（規制手段）
４７ 前輪用後側縦ローラ（規制手段）
３３ 前輪回動阻止機構（操舵輪規制手段）

Claims (6)

1. 車両を進行させながら前記車両の車幅方向の位置を調整する車両位置決め装置であって、
   前記車両の車輪が接地されて車両を車幅方向に移動可能にする移動可能化手段と、前記車輪に当接して荷重を加えることによって車両の車幅方向の位置を規制する規制手段と、を備え、
   前記規制手段は、上下方向に沿って延びる軸を中心として回転可能に軸支された筒状の縦ローラであることを特徴とする車両の位置決め装置。
2. 前記移動可能化手段は、車両の進行方向に沿って延びる軸を中心として回転可能に軸支された円筒状の前後ローラであり、該前後ローラの側面の上に車輪を接地するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の位置決め装置。
3. 前記縦ローラの車幅方向内側の側面は、上方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜している部位を有することを特徴とする請求項１に記載の車両の位置決め装置。
4. 前記移動可能化手段と規制手段との車両進行方向の位置関係は、前記移動可能化手段の上に車輪が載置しているときに前記規制手段に車輪が当接する位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の位置決め装置。
5. 前記移動可能化手段を車両が通過した後に車輪を接地させて車両位置を固定するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の位置決め装置。
6. 前記移動可能化手段よりも車両進行側に、車両の操舵輪側の車輪を車幅方向内側に押し付けて回動を阻止する操舵輪回動阻止手段を配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両の位置決め装置。

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