JP2003034281A - 電動自転車 - Google Patents

電動自転車

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JP2003034281A
JP2003034281A JP2002199255A JP2002199255A JP2003034281A JP 2003034281 A JP2003034281 A JP 2003034281A JP 2002199255 A JP2002199255 A JP 2002199255A JP 2002199255 A JP2002199255 A JP 2002199255A JP 2003034281 A JP2003034281 A JP 2003034281A
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久稔 明田
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望 高田
Masamichi Araki
正道 荒木
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    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電時にバッテリーケースを車体に対して着
脱させる構成を採りながらも充電作業が簡単な電動自転
車を提供する。 【解決手段】 繰返し充放電可能な長尺状のバッテリー
ケース21を車体フレーム2のフレーム部材の長手方向
に沿わせて配置する。前記バッテリーケース21を車体
フレーム2側に対して揺動自在かつ着脱自在に設ける。
前記バッテリーケース21の一端部を車体フレーム2側
に係合させ、続いてその一端部側を支点に揺動させる一
連の車体フレーム2への装着操作に伴いこのバッテリー
ケース21の放電用コネクタ26が車体フレーム2側の
モータ側コネクタ42に接続する構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体にバッテリー
ケースを着脱自在に取付けた電動自転車に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、人力駆動系と電気駆動系とを並列
に設けた電動自転車としては、例えば実公昭60−79
95号公報に開示されたものがある。この公報に示され
た電動自転車は、バッテリーが収納されたバッテリーケ
ースをシートチューブと後輪との間に配設して車体に揺
動自在かつ着脱自在に取付けている。
【0003】前記バッテリーケースは、車体の前後方向
側の側壁の下方に軸体を突設し、この軸体を車体フレー
ム側のバッテリーケース搭載部に回動自在かつ斜め上方
に着脱自在に軸承させるとともに、バッテリーケース上
部をシートステー側のフックに係止させることによって
車体フレームに対して固定している。
【0004】すなわち、前記バッテリーケースは、上部
を前記フックから外した状態で軸体を揺動中心として車
体の側方へ揺動させ、この状態で上方へ引き上げること
により、前記軸体がバッテリーケース搭載部から外れて
車体から取外すことができる。このバッテリーケースを
車体に取付けるには、車体の側方へ傾斜させた状態でそ
の下部の軸体を前記バッテリーケース搭載部に軸承さ
せ、この軸承状態でバッテリーケースが正立状態になる
まで揺動させることによって行う。バッテリーケースを
このように正立位置まで揺動させるときに、バッテリー
ケース上部を前記フックに係止させる。
【0005】なお、上記公報中には何らの記載はなされ
てないが、この電動自転車においてはバッテリーケース
に放電用差込み式コネクタを設け、このコネクタにモー
タ側コネクタを接続することによってバッテリーがモー
タに接続する構成を採っていると思われる。
【0006】また、車体にバッテリーケースを着脱自在
に設けた電動自転車としては、例えば実公昭58−86
37号公報に開示されたものがある。この公報に示され
た電動自転車は、バッテリーケースに放電用差込み式コ
ネクタを設け、このコネクタにモータ側コネクタを接続
する構造を採っている。この電動自転車においてバッテ
リーケースを車体から外してバッテリーを充電するに
は、バッテリーとモータ側とを電気的に接続する放電用
差込み式コネクタからモータ側コネクタを外し、バッテ
リーケースを上述したように車体から外してから前記放
電用差込み式コネクタを充電器に接続することによって
行う。充電終了後は、バッテリーケースを元通りに車体
に取付け、前記放電用差込み式コネクタにモータ側コネ
クタを接続することによって、バッテリーをモータ側に
接続する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに充電する度に放電用差込み式コネクタとモータ側コ
ネクタとを脱着させなければならないために、手間がか
かり充電作業が煩雑になるという問題があった。
【0008】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、充電時にバッテリーケースを車体に
対して着脱させる構成を採りながらも充電作業が簡単な
電動自転車を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電動自転車
は、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケースを車
体フレームのフレーム部材の長手方向に沿わせて配置す
るとともに、前記バッテリーケースを車体フレーム側に
揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリーケースの
一端部を車体フレーム側に係合させ、続いてその一端部
側を支点に揺動させる一連の車体フレームへの装着操作
に伴いこのバッテリーケースの放電用接触端子が車体フ
レーム側のモータ側接触端子に自動的に接続する構造と
したものである。
【0010】したがって、バッテリーケースを車体フレ
ーム側に対して装着することによって、放電用接触端子
がモータ側接触端子に自動的に接続し、バッテリーケー
スを取り外すことによって、放電用接触端子がモータ側
接触端子から自動的に切離される。また、バッテリーケ
ースの車体フレーム側への装着操作は、バッテリーケー
スの一端部を車体フレーム側に係合させる第一行程と、
一端部側を支点に揺動させる第二行程との二行程で行わ
れる。前記第一行程ではバッテリーケースの一端部を係
合させるという丁寧な操作になり、前記第二行程は揺動
というバッテリーケースの移動方向が規制された操作に
なるので、何れの行程で両接触端子どうしが接続するに
しても接続が正確かつ円滑となる。
【0011】請求項2に記載した発明に係る電動自転車
は、請求項1記載の発明に係る電動自転車において、バ
ッテリーケースを揺動させることによって放電用接触端
子がモータ側接触端子に接続する構造としたものであ
る。この発明によれば、バッテリーケースを揺動させる
過程で放電用接触端子とモータ側接触端子とが接続する
ので、接続が正確かつスムーズに行われるばかりか、バ
ッテリーケースは車体フレーム側に支えられた状態で揺
動するから、放電用接触端子およびモータ側接触端子に
バッテリーケースの全荷重が加えられることがない。
【0012】請求項3に記載した発明に係る電動自転車
は、請求項1または請求項2記載の発明に係る電動自転
車において、バッテリーケースをシートチューブとシー
トステーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体
側方に揺動自在としたものである。この発明によれば、
バッテリーケースを着脱するに当たり、バッテリーケー
スを持上げる高さが低く、また、車体側方空間を作業空
間として広く使うことができる。
【0013】請求項4に記載した発明に係る電動自転車
は、請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つの発明
に係る電動自転車において、バッテリーケースに充電用
接触端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に接
続したものである。この発明によれば、充電用接触端子
に充電器を接続することにより、放電用接触端子とモー
タ側接触端子とを切離すことなく車載状態でバッテリー
を充電することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】第1の実施の形態 以下、本発明の一実施の形態を図1ないし図12によっ
て詳細に説明する。図1は本発明に係る電動自転車の側
面図、 図2はバッテリーケース用支持箱の支持部を拡
大して示す断面図、 図3は 図1におけるモータユニッ
ト部分のA矢視図、 図4はバッテリーケース用支持箱
の平面図、 図5はバッテリーケースの分解斜視図であ
る。
【0015】図6はバッテリーケースの充電口部分を拡
大して示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は
(a)図におけるB−B線断面図、同図(c)は(a)
図におけるC−C断面図である。図7はバッテリーケー
ス用支持箱の縦断面図、 図8は 図7におけるVIII−VI
II線断面図、 図9はバッテリーケース用支持箱の分解
斜視図である。
【0016】図10はバッテリーケースを車体から取外
すときの手順を示す斜視図で、同図(a)は外装カバー
を開けた状態を示し、同図(b)はバッテリーケースを
支持箱から取外すときの状態を示す。同図(c)はバッ
テリーケースを支持箱から取外した状態を示し、同図
(d)はバッテリーケースを車体から外した状態を示
す。
【0017】図11はバッテリーケースを車体から外し
て充電するときの状態を示す斜視図、 図12はバッテ
リーケースを車体から外さずに充電するときの状態を示
す斜視図である。
【0018】これらの図において、1は電動自転車、2
はこの電動自転車1の車体フレームである。この車体フ
レーム2は、前輪3が回転自在に設けられたフロントフ
ォーク4を操舵自在に支持するヘッドパイプ2aと、こ
のヘッドパイプ2aから後下がりに延びるダウンチュー
ブ2bと、このダウンチューブ2bの後端部にモータブ
ラケット5を介して連結されてこの連結部から上方へ後
傾するように延びるシートチューブ2cと、前記モータ
ブラケット5から後方へ延びるチェーンステー2dと、
前記シートチューブ2cの上部と前記チェーンステー2
dの後端部とを連結するシートステー2e等とから構成
されている。そして、この車体フレーム2は、前記ダウ
ンチューブ2bの上方かつシートチューブ2cの前方と
なる部位に上方が開放された側面視略V字状の足通し空
間Sが設けられる構造になっている。
【0019】6は前記フロントフォーク4の上端部に装
着されたハンドル、7はシートチューブ2cの上端部に
装着されたクッション付きシート、8は後輪である。こ
の後輪8は、チェーンステー2dの後端部およびシート
ステー2eの下端部に一体的に設けられた後輪ブラケッ
ト2fに回転自在に支持されており、チェーン9を介し
て後述するモータユニットに連結されている。
【0020】10は後述するバッテリーケースやモータ
ユニット部分を覆う外装カバーである。この外装カバー
10は、車体フレーム2のダウンチューブ2bに沿って
延設されてこのダウンチューブ2bに支持固定された下
部カバー10aと、この下部カバー10aに、モータブ
ラケット5側に位置する枢軸10bを介して上下揺動自
在に支持されかつ下部カバー10aの上側開口部を塞ぐ
上部カバー10cとから形成されている。
【0021】前記下部カバー10aはダウンチューブ2
bを下側から覆うと共にモータブラケット5を左右側方
から覆う構造とされている。また、上部カバー10c
は、全体が略断面下向きコ字状に形成されて下部カバー
10aの上部開口部を覆う構造とされ、揺動端部となる
部位に施錠装置11が装着されている。なお、11aは
この施錠装置11のキーを示す。
【0022】このように構成された外装カバー10で
は、施錠装置11を開錠して上部カバー10cの前部を
持ち上げることによって、図1中二点鎖線aで示すよう
に上部カバー10cが開くことになる。
【0023】12はこの電動自転車1の補助動力となる
モータユニットである。このモータユニット12は、後
述するバッテリーから給電されるモータ13と、クラン
ク軸14を有するギヤボックス15と、クランク軸14
に軸装されたチェーンリング16,クランク17および
ペダル18等を備えており、モータ13を立てた状態で
前記モータブラケット5に支持固定されている。なお、
チェーンリング16がチェーン9を介して後輪8に連結
されている。また、19はこのモータユニット12をモ
ータブラケット5に固定するための固定ボルトである。
【0024】このモータユニット12を支持するモータ
ブラケット5は、前記ダウンチューブ2bに溶接される
側面視T字状のパイプ組立体5aに筒状のモータカバー
5bを溶接して構成されている。そして、このモータカ
バー5bの上端部にシートチューブ2cが同軸状に溶接
され、モータカバー5b内にモータ13が位置づけられ
ている。すなわち、このモータブラケット5にモータユ
ニット12を取付けると、モータユニット12は図3に
示すように車幅方向中央部に位置づけられることにな
る。
【0025】そして、このモータユニット12のモータ
13には、ダウンチューブ2bの下部に取付けられた制
御ユニット20が接続されている。制御ユニット20
は、ペダル18からクランク軸14に乗員の踏力が加え
られたときのみに、モータ13を回転させてクランク軸
14にモータ13からの動力を伝える構成とされてい
る。すなわち、ペダル18を踏むと、クランク軸14に
はその踏力に加えてモータ13からの回転トルクが付与
されることになる。なお、前記ギヤボックス15には、
モータ13側の回転よりペダル18側の回転が高くなっ
たときにモータ13側にクランク軸14からトルクが伝
わって回転抵抗が大きくなるのを防ぐために、ワンウェ
イクラッチ(図示せず)が内装されている。
【0026】21はバッテリーケースで、このバッテリ
ーケース21は図5に示すように、長尺状に形成されそ
の内部に前記モータ13や制御ユニット20に給電する
繰返し充放電可能なバッテリー22が収納されている。
このバッテリーケース21は、下部ケース23と上部ケ
ース24等とから形成され、後述するバッテリーケース
用支持箱25に嵌挿されて車体フレーム2に支持される
ように構成されている。ここで、バッテリーケース21
の構造を図5によって詳細に説明する。
【0027】下部ケース23と上部ケース24は合成樹
脂によってそれぞれ一体成形されており、車体フレーム
2のダウンチューブ2bに沿うように形成されてバッテ
リー22を前後に2つ並べて収納する構造とされてい
る。なお、2つのバッテリー22どうしは直列に接続さ
れ、その接続ケーブルに放電用接触端子としての放電用
コネクタ26が接続されている。また、その接続ケーブ
ルには充電用接触端子となる充電用コネクタ27が放電
用コネクタ26と並列に接続されている。
【0028】下部ケース23と上部ケース24とは、そ
れぞれの合わせ部分に一体成形された係合部23aおよ
び係止片24aによって互いに離れることのないように
組立てられている。なお、下部ケース23の開口部に設
けられた係合部23aは、係止片24aを係合孔23b
内に貫通させることによって係止する従来周知の構造と
されている。
【0029】上部ケース24の上部には、後述する支持
箱25に嵌合する突出部24bが一体に形成されてい
る。この突出部24bに前記放電用コネクタ26が取付
けられている。放電用コネクタ26は、後述するモータ
側コネクタの接触子が挿入される雌型のものが用いら
れ、その接続口を突出部24bの開口部24cに位置づ
けて上部ケース24にねじ止めされている。さらに、こ
の放電用コネクタ26の接続方向としては、バッテリー
ケース21の長手方向と同一方向とされている。なお、
図5および図8において26aはこの放電用コネクタ2
6を上部ケース24に固定するためのナット板を示し、
26bは取付けねじを示す。
【0030】また、前記突出部24bには、図7および
図8に示すように支持箱25に係合する係止ボタン28
が一体成形されている。この係止ボタン28は、突出部
24bの上面からさらに突出する係止部を有し、突出部
24bに対して出没できるように構成されており、吐出
部24bの裏面にねじ止めされた板ばね29によって突
出側へ付勢されている。
【0031】前記充電用コネクタ27は本実施の形態で
はマグネット吸着式の雄型のものが採用され、その接触
子を上部ケース24の充電口24dに位置づけて上部ケ
ース24に固定されている。この充電用コネクタ27の
取付部を図6に拡大して示す。
【0032】充電用コネクタ27は接触子27aを上方
(上部ケース24の上面と直交する方向)へ向けて配置
され、タッピングねじ27bによって上部ケース24に
裏側から固定されている。また、接触子27aは、正極
と負極とを混同しないように平面視ハの字状に配設され
ている。
【0033】なお、図6(a)〜(c)において符号3
0は充電口24cを塞ぐためのコネクタカバーである。
このコネクタカバー30は、合成樹脂によって板状に成
形されており、摘み30aが一体に設けられている。そ
して、板状部分の一端がタッピングねじ30bによって
上部ケース24に上方から固定されている。板状部分の
他端には、充電口24dの開口縁部に係合する係止爪3
0cが形成されている。さらに、板状部分には、このコ
ネクタカバー30を(b)図中二点鎖線bで示すように
折曲げることができるように、裏面に凹溝30dを形成
することによって樹脂ヒンジが設けられている。
【0034】図5において符号31はバッテリーケース
21を後述する支持箱25に固定するための後側クラン
プ、32はバッテリーケース21の前部をダウンチュー
ブ2bに固定するための前側クランプである。これらの
クランプ31,32は各々の係合環を相手側に掛けて引
っ張る構造で、後側クランプ31の係合環は図7に示す
ように支持箱25の突起33に掛けられ、前側クランプ
32の係合環は図5に示すようにダウンチューブ2bの
支持板34に掛けられるように構成されている。なお、
35および36はバッテリーケース21を持ち上げるた
めの取っ手で、取っ手35は上部ケース24の上部にね
じ止めされ、取っ手36は下部ケース23の前面から上
部ケース24の前面に跨るようにしてねじ止めされてい
る。
【0035】前記バッテリーケース21を支持する支持
箱25は、図9に示すように、合成樹脂によって略有底
角筒状に一体成形されており、後述する支持箱用ステー
41に上下揺動自在に枢支されてこのステー41を介し
て車体フレーム2のモータブラケット5に支持されてい
る。すなわち、この支持箱25は前記足通し空間Sの下
部となる部位に配設されている。この支持箱25は上述
したバッテリーケース21が嵌入する形状に形成され、
その一部は図4に示すように、上部ケース24の突出部
24bが嵌入できるように他の部分より開口幅が狭めら
れている。
【0036】そして、開口幅が狭く形成された幅狭部2
5aに、バッテリーケース21の放電用コネクタ26に
接続されるモータ側コネクタ42が取付けられると共
に、この支持箱25をステー41に揺動自在に連結する
ための支軸43が支持されている。なお、支軸43を支
持する軸受部25bは幅狭部25aの下方部に左右に設
けられ、支持箱25に一体に設けられている。
【0037】また、バッテリーケース21のクランプ3
1の係合環が掛けられる突起33は、この幅狭部25a
の開口縁部に一体成形されており、さらに、前記係止ボ
タン28の係止部が係合する係合孔25dもこの幅狭部
25aに穿設されている。
【0038】上述したようにバッテリーケース21に突
出部24bを設けて支持箱25に嵌合させるようにする
と、バッテリーケース21を支持箱25に装着させると
きには必ず放電用コネクタ26がモータ側コネクタ42
と対向するようになる。
【0039】モータ側コネクタ42は、前記放電用コネ
クタ26に接続されるように雄型のものが採用され、そ
の接触子42aと放電用コネクタ26との接続方向がバ
ッテリーケース21の嵌合方向と同一方向になるように
支持箱25に取付けられている。その取付構造として
は、図7および図8に示すように、モータ側コネクタ4
2の底部を幅狭部25aの底部に支承させるようにして
ねじ止めする構造とされている。なお、図8および図9
中符号42bはモータ側コネクタ42を固定する固定ね
じ、42cはナット板である。
【0040】前記ステー41は鋼板によって形成され、
図7および図9に示すように、前記支軸43が貫通する
アーム部41aが左右に設けられている。そして、この
ステー41は図2および図8に示すようにその上部およ
び下部がモータブラケット5にねじ止めされている。ス
テー固定用ねじを図2, 図8において符号41bで示
す。
【0041】また、このステー41の上部と前記支持箱
25との間には支軸43に貫通された戻しばね44が弾
装され、ステー41の下部と支持箱25の底部との間に
はリンク式連結部材45が介装されている。
【0042】戻しばね44は捻りばねからなり、一端が
ステー41に係合され他端が幅狭部25aの底部に当接
し、図7において支持箱25を時計方向に回転付勢する
ように構成されている。リンク式連結部材45は2つの
リンク45a,45bをピン45cで連結して構成さ
れ、一方のリンク45aの端部がステー41に枢支さ
れ、他方のリンク45bが支持箱25に枢支されてい
る。なお、図7および図9において符号46は前記リン
ク45aをステー41に取付けるねじ、47はリンク4
5bを支持箱25に取付けるねじ、48はこの取付けね
じ47が螺着されるナット板である。
【0043】また、図7および図9中符号49は支持箱
25を下側へ揺動させてその底面をステー41と平行と
した状態で保持するための保持部材で、この保持部材4
9はねじ49aによってステー41に固定されており、
支持箱25の底部に下方へ向けて突設された係合突起2
5eを挾持する構造とされている。そして、この保持部
材49は、支持箱25を上方へ付勢する戻しばね44の
ばね力のみでは挾持状態が維持されるが、人手によって
支持箱25を上方へ起こそうとする力が加えられると、
係合突起25eが滑って外れるように構成されている。
【0044】50は圧縮コイルばねで、この圧縮コイル
ばね50は下側の径が上側の径より小さく形成されてお
り、支持箱25の内側底部に一体成形された円柱部25
fに下側部分が圧入固着されている。また、その上下方
向の長さとしては、モータ側コネクタ42の接触子42
aの突出寸法より長く設定されている。
【0045】すなわち、このように圧縮コイルばね50
を支持箱25の底部に装着すると、支持箱25にバッテ
リーケース21を嵌合させて放電用コネクタ26がモー
タ側コネクタ42に接続される以前に、圧縮コイルばね
50の上端がバッテリーケース21に接触することにな
る。このため、圧縮コイルばね50が緩衝体となるの
で、前記コネクタどうしが接続されるときに両コネクタ
に過大な力が加えられるのを防ぐことができる。また、
支持箱25からバッテリーケース21を引き抜くときに
も、バッテリーケース21が圧縮コイルばね50によっ
て押される関係から、そのばね力によってコネクタの接
続状態を解除することができる。
【0046】なお、図9において51は支持箱25のモ
ータ側コネクタ42と不図示のモータ側回路とを電気的
に接続するための接続ケーブルで、前記ステー41に形
成された開口部41cを通ってモータユニット側に導出
されている。
【0047】このように構成された支持箱25は、支軸
43を中心として上下に揺動され、その開口部が上方を
向くように揺動された状態でバッテリーケース21が脱
着される。すなわち、前記外装カバー10の上部カバー
10cが開けられかつバッテリーケース21が装着され
ていない状態では、支持箱25は図2および図7中二点
鎖線cに示すように戻しばね44のばね力によって上方
へ揺動するので、その状態でバッテリーケース21を装
着させる。なお、そのときには図7中二点鎖線dに示す
ようにリンク式連結部材45が伸びることになる。
【0048】バッテリーケース21を装着させるときに
は、バッテリーケース21を立て向きにして(放電用コ
ネクタ26を下方へ向けて)支持箱25の開口部に挿入
し、そのバッテリーケース21を圧縮コイルばね50の
ばね力に抗して押し下げることによって行う。バッテリ
ーケース21が支持箱25の最奥部まで挿入されると、
放電用コネクタ26がモータ側コネクタ42に接続され
ると共に、バッテリーケース21の係止ボタン28が支
持箱25の係合孔25dに係止される。この係止ボタン
28が係止されることによってバッテリーケース21は
抜け止めされることになる。すなわち、バッテリーケー
ス21の車体フレーム2側への装着に伴って放電用コネ
クタ26がモータ側コネクタ42に接続する。
【0049】このようにバッテリーケース21を装着し
た後は後側クランプ31によってバッテリーケース21
を支持箱25に対して固定し、バッテリーケース21を
戻しばね44のばね力に抗して前側へ倒すようにして支
持箱25を揺動させる。そして、バッテリーケース21
の前側クランプ32をダウンチューブ2bの支持板34
に掛けてバッテリーケース21を車体フレーム2に固定
する。なお、バッテリーケース21を前倒しにすること
で、図7に示すようにリンク式連結部材45が折れ曲が
ると共に、支持箱25の係合突起25eがステー41の
保持部材49に挟持されることになる。そして、このよ
うにバッテリーケース21を前倒しにすることによっ
て、この長尺状に形成されたバッテリーケース21は、
図1中に波線で示すように、ダウンチューブ2bの上側
にその長手方向がこのダウンチューブ2bに沿うように
配置される。なお、この実施の形態ではダウンチューブ
2bが本発明に係るフレーム部材を構成している。
【0050】バッテリーケース21を上述したように固
定した後、外装カバー10の上部カバー10cを閉じ、
施錠装置11で施錠することによって、走行可能状態と
なる。この走行可能状態、すなわちバッテリーケース2
1が車載状態になっているときには、前記放電用コネク
タ26とモータ側コネクタ42との接続方向がダウンチ
ューブ2bの軸線と平行な方向になる。
【0051】次に、上述したように構成された電動自転
車1においてバッテリー22を充電するときの手順につ
いて説明する。充電を行うには、バッテリーケース21
を車体から外して行う方法と、バッテリーケース21を
車体に搭載した状態で行う方法とがある。先ず、バッテ
リーケース21を車体から外して充電する手法を図10
および図11によって説明する。
【0052】先ず、外装カバー10の前部に設けられた
施錠装置11をキー11aによって開錠させ、図10
(a)および図1中二点鎖線aに示すように外装カバー
10の上部カバー10cを上方へ向けて引っ張って開け
る。このようにするとバッテリーケース21や支持箱2
5が露出するようになる。
【0053】次に、同図(b)に示すように、バッテリ
ーケース21を車体フレーム2に固定しているクランプ
32を外し、引き続いてクランプ31を外す。そして、
支持箱25の係合孔25dに臨んでいる係止ボタン28
の係止部を同図中矢印dで示すように押して係止ボタン
28の係止状態を解く。このように係止ボタン28での
係止状態を解くと、圧縮コイルばね50のばね力によっ
てバッテリーケース21が押され、放電用コネクタ26
がモータ側コネクタ42から外れることになる。
【0054】このように各係止部分を外した後、取っ手
36を持ってバッテリーケース21を引き起こす。引き
起こした状態を図1中二点鎖線eに示す。そして、図1
0(c)に示すように支持箱25を上方へ持ち上げて取
外す。バッテリーケース21を外した後は同図(d)に
示すように支持箱25を前側へ倒して外装カバー10の
上部カバー10cを元通りに閉じる。一方、取外したバ
ッテリーケース21は図11に示すように充電器に接続
される。
【0055】図11において52は充電器、53は不図
示のコンセントに接続されるプラグ、54は充電器52
に接続されたコネクタを示す。充電を行うには、バッテ
リーケース21のコネクタカバー30を開け、開口され
た充電口24dに充電器側のコネクタ54を差し込み、
充電用コネクタ27に接続して行う。
【0056】バッテリーケース21を車体に搭載した状
態で充電するには、図12に示すように、外装カバー1
0の上部カバー10cを開けた状態で行う。すなわち、
上部カバー10cを開けてバッテリーケース21のコネ
クタカバー30を開ける。そして、開口された充電口2
4dに充電器側のコネクタ54を差し込み充電用コネク
タ27に接続して行う。
【0057】したがって、上述した電動自転車1では、
繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケース21を車
体フレーム2のダウンチューブ2bの長手方向に沿わせ
て配置するとともに、前記バッテリーケースを車体フレ
ーム2側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、バッテ
リーケース21の一端部側を車体フレーム2に係合さ
せ、続いてその一端部を支点に揺動させる一連の車体フ
レーム2への装着操作に伴い前記バッテリーケース21
の放電用コネクタ26が車体フレーム2側のモータ側コ
ネクタ42に自動的に接続する構造としたため、バッテ
リーケース21を車体フレーム2側に装着することによ
って、放電用コネクタ26がモータ側コネクタ42に自
動的に接続し、バッテリーケース21を取り外すことに
よって、放電用コネクタ26がモータ側コネクタ42か
ら自動的に切離される。このため、放電用コネクタ26
とモータ側コネクタ42とを接離させるに当たって、バ
ッテリーケース21の着脱操作の他に特別な操作が不要
である。また、バッテリーケース21の車体フレーム2
側への装着操作は、バッテリーケース21の一端部を車
体フレーム2側に係合させる第一行程と、一端部側を支
点に揺動させる第二行程との二行程で行われる。前記第
一行程ではバッテリーケースの一端部を係合させるとい
う丁寧な操作になるので、この実施の形態で示したよう
に前記第一行程で放電用コネクタ26がモータ側コネク
タ42に接続する構造を採ることによって、接続が正確
かつ円滑になる。
【0058】また、バッテリーケース21に充電用コネ
クタ27と放電用コネクタ26とを設け、これらを並列
に接続したため、充電用コネクタ27に充電器52のコ
ネクタ54を接続することにより、放電用コネクタ26
をモータ側コネクタ42から外すことなく(バッテリー
ケース21が車載状態でも)バッテリー22を充電する
ことができる。
【0059】さらに、バッテリーケース21をバッテリ
ーケース搭載部としての支持箱25に取付けた状態では
バッテリーケース21の下部外壁面が支持箱25の凹陥
部内壁面に対接するので、走行中はバッテリーケース2
1から支持箱25に加えられる荷重が支持箱25に広く
分散される。このため、バッテリーケース下部を肉厚が
厚くなるように形成しなくても支持剛性を確保すること
ができる。また、バッテリーケースの取付けに際して
は、その下部外周壁がバッテリーケース搭載部に形成さ
れた大きな凹陥部によってガイドされるため、位置決め
の作業が容易となる。
【0060】本実施の形態では、長尺状に形成したバッ
テリーケース21をダウンチューブ2bの上側にこれに
沿わせて取付けたので、バッテリーケース21を車体に
取付けたり、車体から取外すに当たり、バッテリーケー
ス21を持ち上げる高さがダウンチューブ2bと略同じ
高さでよいとともに、上方へ開放された足通し空間を作
業空間として広く使うことができ、重いバッテリーケー
ス21をダウンチューブ2b上に搭載するに当たり、何
ら邪魔になるものがない。また、バッテリーケース21
はダウンチューブ2bから上方へ大きく突出しないの
で、ダウンチューブ2bの上方の足通し空間Sがバッテ
リーケース21によって大きく狭められることもない。
【0061】さらに、バッテリーケース21の下部に放
電用コネクタ26を固定するとともに、前記上方に開放
された足通し空間Sの下部であって車体フレーム2側に
モータ側コネクタ42を固定したので、モータ側コネク
タ42は車体の低位置に位置づけられることになるか
ら、これに前記放電用コネクタ26を接続するときには
接続先を容易に確認しながら行うことができる。
【0062】さらにまた、バッテリーケース21に設け
られた放電用コネクタ26と、支持箱25に設けられた
モータ側コネクタ42との接続方向を、バッテリーケー
ス21の着脱方向と一致する方向であってしかも車載状
態においてダウンチューブ2bの軸線と平行な方向とし
たから、バッテリーケース21を車体に搭載した車載状
態では、バッテリーケース21の重量によって放電用コ
ネクタ26がモータ側コネクタ42側へ付勢される。
【0063】第2の実施の形態 上述した実施の形態ではモータユニット12を立ててシ
ートチューブ2cと同軸状に設けた例を示したが、モー
タユニット12の搭載位置としては図13および図14
に示すようにダウンチューブ2bの下方とすることもで
きる。
【0064】図13はモータユニットの位置を変えた他
の電動自転車の例を示す側面図、図14は 図13にお
けるA−A線断面図である。この電動自転車は、車体フ
レーム2のダウンチューブ2bがハンドル6とシート7
との間となる後端部分で略水平に形成されており、ダウ
ンチューブ2bの後端にラグ61を介してシートチュー
ブ2cが連結されている。なお、ダウンチューブ2bの
水平部分は前後輪の車軸と略同じ高さに位置づけられて
いる。この車体フレーム2も、前記第1の実施の形態を
採るときと同様に側面視略V字状の足通し空間Sが設け
られる構造になっている。
【0065】そして、ダウンチューブ2bの水平部分
に、モータユニット12が略水平となるように支持固定
されている。また、バッテリーケース21が装着される
支持箱25も支持部材62を介してその水平部分に支持
されている。また、バッテリーケース21は、前記図1
〜図12で示した実施形態と同様に、車載状態ではダウ
ンチューブ2bの上側にこれに沿うように配置される構
造になっている。
【0066】このように構成しても前記第1の実施の形
態を採るときと同等の効果が得られる。しかも、この実
施形態のようにモータユニット12を前向きに搭載する
と、重量物であるモータユニット12が低位置に位置づ
けられて車体の重心を低くすることができる。
【0067】第3の実施の形態 上述した各実施の形態では支持箱25を車体に対して前
後揺動自在としたが、図15ないし図18に示すように
車幅方向へ揺動自在とすることもできる。
【0068】図15は支持箱を左右揺動自在に設けた電
動自転車の側面図、 図16は支持箱部分を拡大して示
す側面図、 図17は 図16におけるA−A線断面図、
図18は図16におけるB−B線断面図である。これ
らの図において前記図1ないし図14で説明したものと
同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細
な説明は省略する。
【0069】図15ないし図18に示す電動自転車は、
車体フレーム2のダウンチューブ2bがシートチューブ
連結部よりさらに後側へ延設されており、その延設部に
支持箱64が左右揺動自在に取付けられている。なお、
この実施の形態ではモータユニット12は、後下がりに
直線的に延びるダウンチューブ2bに沿って搭載され、
ダウンチューブ2bとシートチューブ2cとを連結する
ラグ65と、ダウンチューブ2bの後端に設けられたブ
ラケット66とに取付けられている。この実施の形態で
は、前記シートチューブ2cが本発明に係るフレーム部
材を構成している。また、バッテリーケース21は、シ
ートチューブ2cとシートステー2eと後輪8とによっ
て囲まれる空間に、シートチューブ2cの長手方向に沿
わせて配置している。
【0070】ダウンチューブ2bの前記延設部上には鋼
板製ブラケット67を介して枢軸68が軸支され、その
枢軸68に前記支持箱64が枢支されている。前記枢軸
68は上方からみて車体前後方向と平行とされ、図17
に示すようにダウンチューブ2bより車体左側にずれて
配置されている。すなわち、支持箱64はこの枢軸68
を中心として図17中二点鎖線fに示すよう揺動自在に
支持されることになる。
【0071】この支持箱64は合成樹脂によって有底角
筒状に一体成形されており、その開口部の寸法はバッテ
リーケース21が嵌挿される寸法に設定されている。そ
して、この支持箱64の底部に前記枢軸68が貫通する
軸受部64aが設けられている。また、支持箱64の底
部には、前記ブラケット67に係合するストッパー64
bが突設されている。支持箱64が枢軸68を中心に揺
動したときにはこのストッパー64bによって揺動が規
制されるように構成されている。
【0072】また、支持箱64とブラケット67との間
には、枢軸68に貫通された戻しばね69が介装されて
いる。この戻しばね69は捻りばねからなり、一端が支
持箱64の底面に接触し、他端がブラケット67に係止
されており、図17において支持箱64を反時計回りに
回転付勢するように構成されている。すなわち、支持箱
64にバッテリーケース21を装着しない状態では、支
持箱64は前記戻しばね69のばね力によって図17中
二点鎖線fで示したように車体左側へ揺動されることに
なる。バッテリーケース21の脱着はそのように支持箱
64を車体左側へ揺動させた状態で行われる。
【0073】この実施の形態で使用するバッテリーケー
ス21は、支持箱64とは反対側となる上端部に放電用
コネクタ26が設けられている。この放電用コネクタ2
6は、この実施の形態ではマグネット吸着式の雌型のも
のが使用され、車体フレーム側に固定された雄型のモー
タ側コネクタ42との接続方向が支持箱64の揺動方向
と同一方向となるように配設されている。
【0074】また、バッテリーケース21の放電用コネ
クタ取付け部は、図17および図18に示すように車体
右側へ向けて開口しており、その開口部にモータ側コネ
クタ42が臨んで両コネクタどうしが接続されるように
構成されている。なお、両コネクタの接触面の位置は車
幅方向略中心に位置づけられている。その接触面の位置
を図17および図18において符号Cで示す。
【0075】前記モータ側コネクタ42は、車載状態の
バッテリーケース21より右側に位置する保持部材72
に支持固定されている。この保持部材72は、シートチ
ューブ2cに溶接される側面視コ字状の前側フレーム連
結部72aと、この前側フレーム連結部72aから車体
右側で後側へ延設された平板部72bと、この平板部7
2bの後端部に設けられた側面視コ字状の後側フレーム
連結部72cとからなり、平面視略コ字状に形成されて
いる。そして、この後側フレーム連結部72cは、左右
2本のシートステー2eとダウンチューブ2bの後端部
に連結された支持パイプ73に溶接されている。前記モ
ータ側コネクタ42は平板部72bに固定されている。
【0076】また、前記保持部材72の前側フレーム連
結部72aと後側フレーム連結部72cとの間隔は、図
18に示すように、バッテリーケース21がその内部に
嵌合できるような寸法に設定されている。すなわち、バ
ッテリーケース21を支持箱64に装着して図17に示
すように起立させると、バッテリーケース21は前後面
が前側フレーム連結部72aおよび後側フレーム連結部
72cによって所定位置にガイドされ、放電用コネクタ
26がモータ側コネクタ42に接続されるようになる。
【0077】このようにバッテリーケース21を車体に
搭載すると、バッテリーケース21は下部が支持箱64
によって前後左右の移動が阻止され、上部が前記保持部
材72によって前後および車体右側への移動が阻止され
る。なお、バッテリーケース21の上部が車体左側へ移
動しないように、この実施の形態では保持部材72の平
板部72bにバッテリーケース21の突片を引っ張るク
ランプ74が設けられている。
【0078】また、バッテリーケース21を車載状態で
フレーム2側に対して固定するために、バッテリーケー
ス21の前後両側にクランプ75,76が取付けられて
いる。これらのクランプ75,76は、シートチューブ
2cや支持パイプ73に突設された係止片77,78を
引っ張る構造とされている。
【0079】79はバッテリーケース21の上部に設け
られた充電用コネクタ、80はフューズである。充電用
コネクタ79はマグネット吸着式の雄型ものが使用さ
れ、接続部をバッテリーケース21の左側面に露出させ
るようにして取付けられている。そして、この充電用コ
ネクタ79は放電用コネクタ26とは電気的に並列に接
続されており、コネクタどうしの接続部よりバッテリー
側に前記フューズ80が介装されている。なお、コネク
タどうしの接続部より充電用コネクタ側には、バッテリ
ー側へのみ通電を許す短絡防止用のダイオード(図示せ
ず)が介装されている。
【0080】81は施錠装置で、この施錠装置81は支
持パイプ73に支持固定され、ロックピン81aが車載
状態のバッテリーケース21に係合するように構成され
ている。
【0081】82はバッテリーケース21を車載状態か
ら車体左側へ引き出したり、上方へ持ち上げて搬送する
ときに掴む取っ手である。この取っ手82は、バッテリ
ーケース21の上部に支持ピン82aを介して枢支され
ている。また、図17において83はモータユニット1
2の側方を覆うように構成された外装カバーである。
【0082】このように構成された電動自転車において
バッテリーを充電するためにバッテリーケース21を車
体から取外すには、先ず、バッテリーケース21を車体
フレーム2に対して固定する3つのクランプ74〜76
を外す。そして、取っ手82を持ってバッテリーケース
21を車体左側へ倒し、上方へ引き上げる。このように
してバッテリーケース21を外すことができる。なお、
取付けるには、上述した手順と逆の手順によって行う。
【0083】また、充電を行うにはバッテリーケース2
1を車体に搭載した状態で充電用コネクタ79に充電器
側コネクタを接続して行う方法と、上述したようにバッ
テリーケース21を車体から取外して行う方法とがあ
る。
【0084】したがって、上述したように長尺状のバッ
テリーケース21をシートチューブ2cの長手方向に沿
わせて配置するとともに、前記バッテリーケース21を
車体フレーム2側に対して揺動自在かつ着脱自在に設
け、前記バッテリーケース21の一端部を車体フレーム
2側に係合させ、続いてその一端部側を支点に揺動させ
る一連の車体フレーム2への装着操作に伴いバッテリー
ケース21に設けた放電用コネクタ26が車体フレーム
2側のモータ側コネクタ42に自動的に接続する構造と
したため、バッテリーケース21を車体フレーム2側に
装着することによって、放電用コネクタ26がモータ側
コネクタ42に自動的に接続し、バッテリーケース21
を外すことによって、放電用コネクタ26がモータ側コ
ネクタ42から自動的に切離される。このため、放電用
コネクタ26とモータ側コネクタ42とを接離させるに
当たって、バッテリーケース21の着脱操作の他に特別
な操作が不要である。
【0085】また、バッテリーケース21を着脱すると
きには、バッテリーケース21を揺動させる操作、すな
わちバッテリーケース21の移動方向が規制された操作
により放電用コネクタ26とモータ側コネクタ42とが
接続するので、接続が正確かつスムーズに行われる。し
かも、このバッテリーケース21は車体フレーム2側に
支えられた状態で揺動するから、放電用コネクタ26お
よびモータ側コネクタ42にバッテリーケース21の全
荷重が加えられることがない。このため、前記両コネク
タ26,42どうしの接触圧力を適正に保つことができ
る。
【0086】さらに、バッテリーケース21をシートチ
ューブ2cとシートステー2eと後輪8とによって囲ま
れる空間に配置し、車体側方に揺動自在としたため、バ
ッテリーケース21を着脱するに当たり、バッテリーケ
ース21を持上げる高さが低く、また、車体側方空間を
作業空間として広く使うことができる。さらにまた、バ
ッテリーケース21に充電用コネクタ79と放電用コネ
クタ26とを設け、これらを並列に接続したため、充電
用コネクタ79に充電器のコネクタを接続することによ
り、放電用コネクタ26をモータ側コネクタ42から外
すことなく(バッテリーケース21が車載状態でも)バ
ッテリー22を充電することができる。
【0087】加えて、上述したようにバッテリーケース
21を支持箱64に嵌合させる構成を採ることによっ
て、バッテリーケース21を支持箱64に取付けた状態
ではバッテリーケース21の下部外壁面が支持箱64の
凹陥部内壁面に対接するので、走行中はバッテリーケー
ス21から支持箱64に加えられる上下方向、前後方向
および側方(車幅方向)の荷重が支持箱64に広く分散
される。バッテリーケースの取付けに際しては、その下
部外周壁がバッテリーケース搭載部に形成された大きな
凹陥部によってガイドされるため、位置決めの作業が容
易となる。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電動自
転車は、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケース
を車体フレームのフレーム部材の長手方向に沿わせて配
置するとともに、前記バッテリーケースを車体フレーム
側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリ
ーケースの一端部を車体フレーム側に係合させ、続いて
その一端部側を支点に揺動させる一連の車体フレームへ
の装着操作に伴いバッテリーケースの放電用接触端子が
前記車体フレーム側に設けたモータ側接触端子に自動的
に接続する構造としたため、バッテリーケースを車体フ
レーム側に装着することによって、放電用接触端子がモ
ータ側接触端子に自動的に接続し、バッテリーケースと
外すことによって、放電用接触端子がモータ側接触端子
から自動的に切離される。
【0089】したがって、放電用接触端子とモータ側接
触端子とを接離させるに当たって、バッテリーケースの
着脱操作の他に特別な操作が不要である。このため、バ
ッテリーケースの着脱操作が単純になり、充電作業が簡
略化する。また、バッテリーケースの車体フレーム側へ
の装着操作は、バッテリーケースの一端部を車体フレー
ム側に係合させる第一行程と、一端部側を支点に揺動さ
せる第二行程との二行程で行われる。前記第一行程では
バッテリーケースの一端部を係合させるという丁寧な操
作になり、前記第二行程は揺動というバッテリーケース
の移動方向が規制された操作になるので、何れの行程で
両接触端子どうしが接続するにしても接続が正確かつ円
滑となる。
【0090】請求項2記載の発明に係る電動自転車は、
請求項1記載の発明に係る電動自転車において、バッテ
リーケースを揺動させることによって放電用接触端子が
モータ側接触端子に接続する構造としたため、バッテリ
ーケースを揺動させる過程で放電用接触端子とモータ側
接触端子とが接続するので、接続が正確かつスムーズに
行われるばかりか、バッテリーケースは車体フレーム側
に支えられた状態で揺動するから、放電用接触端子およ
びモータ側接触端子にバッテリーケースの全荷重が加え
られることがない。したがって、人手によって接触端子
どうしを接続する構造ではないにもかかわらず、接触端
子が接触不良を起こしたり、無理な力が加えられて破損
することがない。
【0091】請求項3記載の発明に係る電動自転車は、
請求項1または請求項2記載の発明に係る電動自転車に
おいて、バッテリーケースをシートチューブとシートス
テーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体側方
に揺動自在としたため、バッテリーケースを着脱するに
当たり、バッテリーケースを持上げる高さが低く、ま
た、車体側方空間を作業空間として広く使うことができ
る。このため、重いバッテリーケースを搭載するに当た
り作業性に優れ、充電作業が容易になる。
【0092】請求項4記載の発明に係る電動自転車は、
請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つの発明に係
る電動自転車において、バッテリーケースに充電用接触
端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に接続し
たため、充電用接触端子に充電器を接続することによっ
て、放電用接触端子とモータ側接触端子とを切離すこと
なく車載状態でバッテリーを充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るバッテリーケースの取付構造を
採用した電動自転車の側面図である。
【図2】 バッテリーケース用支持箱の支持部を拡大し
て示す断面図である。
【図3】 図1におけるモータユニット部分のA矢視図
である。
【図4】 バッテリーケース用支持箱の平面図である。
【図5】 バッテリーケースの分解斜視図である。
【図6】 バッテリーケースの充電口部分を拡大して示
す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は(a)図に
おけるB−B線断面図、同図(c)は(a)図における
C−C断面図である。
【図7】 バッテリーケース用支持箱の縦断面図であ
る。
【図8】 図7におけるVIII−VIII線断面図である。
【図9】 バッテリーケース用支持箱の分解斜視図であ
る。
【図10】 バッテリーケースを車体から取外すときの
手順を示す斜視図である。
【図11】 バッテリーケースを車体から外して充電す
るときの状態を示す斜視図である。
【図12】 バッテリーケースを車体から外さずに充電
するときの状態を示す斜視図である。
【図13】 モータユニットの位置を変えた他の電動自
転車の例を示す側面図である。
【図14】 図13におけるA−A線断面図である。
【図15】 支持箱を左右揺動自在に設けた電動自転車
の側面図である。
【図16】 支持箱部分を拡大して示す側面図である。
【図17】 図16におけるA−A線断面図である。
【図18】 図16におけるB−B線断面図である。
【符号の説明】
1…電動自転車、2…車体フレーム、2b…ダウンチュ
ーブ、2c…シートチューブ、12…モータユニット、
21…バッテリーケース、25…支持箱、26…放電用
コネクタ、27…充電用コネクタ、42…モータ側コネ
クタ、43…支軸、64…支持箱、68…枢軸。
フロントページの続き (72)発明者 荒木 正道 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設け
    た電動自転車において、繰返し充放電可能な長尺状のバ
    ッテリーケースを車体フレームのフレーム部材の長手方
    向に沿わせて配置するとともに、前記バッテリーケース
    を車体フレーム側に対して揺動自在かつ着脱自在に設
    け、前記バッテリーケースの一端部を車体フレーム側に
    係合させ、続いてその一端部側を支点に揺動させる一連
    の車体フレームへの装着操作に伴い前記バッテリーケー
    スに設けた放電用接触端子が前記車体フレーム側に設け
    たモータ側接触端子に自動的に接続する構造としたこと
    を特徴とする電動自転車。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電動自転車において、バ
    ッテリーケースを揺動させることによって放電用接触端
    子がモータ側接触端子に接続する構造としたことを特徴
    とする電動自転車。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の電動自転
    車において、バッテリーケースをシートチューブとシー
    トステーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体
    側方に揺動自在としたことを特徴とする電動自転車。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3記載のうち何れ
    か一つの電動自転車において、バッテリーケースに充電
    用接触端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に
    接続したことを特徴とする電動自転車。
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