JP2017154643A - エアコン付き二輪車 - Google Patents

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Abstract

【課題】快適性を維持しながら、バッテリユニットの電力消費を抑制し、快適性と省エネ性を兼ね備えたエアコン付き二輪車を提供する。
【解決手段】モータユニット20と、エアコンユニット60と、前記モータユニット20及び前記エアコンユニット60に電力を供給するバッテリユニット30と、走行速度を検知する速度センサ47と、前記速度センサ47が検知する走行速度に応じて、前記エアコンユニット内のエアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えた二輪車としてある。これにより、この二輪車は速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制し、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、エアコンを搭載した電動自転車、オートバイ等の二輪車に関する。
一般にオートバイや自転車等の二輪車は、運転者が自動車のように車体枠により覆われるような形となっていないので、走行中に暑い寒い等を感じ快適性に欠ける。このため、二輪車、例えば、オートバイの中には、エアコン及びエアコンからの冷風を吹出すエアダクトを設けたエアコン付き二輪車が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
このエアコン付き二輪車は、前記エアダクトを搭乗者の空調用ヘルメットあるいは空調用衣服に接続し冷風を流して人体を冷やし、その後、空気を直接外部へ放出するようにしている。
実開平3−38308号公報 特開平10−129248号公報
しかしながら、上記従来のエアコン付き二輪車は、長くかつ曲がりくねったダクト、換言すると通風抵抗の大きなダクトを介して搭乗者の空調用ヘルメットあるいは空調用衣服内に冷風を供給する構成となっているため、強力な送風能力をもつエアコンとする必要があり、消費エネルギーが大きなものとなる。
したがって、上記従来のエアコン付き二輪車を女性やお年寄りにも使用できる簡易な二輪車、例えばモータを動力源とした電動アシスト自転車や電動バイク等の二輪車に適用した場合、エアコンの動力源となるバッテリの持続時間が問題となり、電力消費を低減させることが大きな課題となる。
しかしながら、上記従来のエアコン付き二輪車は、オートバイ等にエアコンを搭載することが記載されているだけで、エンジンをエアコンの動力源として使用できるため、この点についての記述、すなわち、エアコンを低消費電力で動作させる構成等についての記述は全くみられない。
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、快適性を維持しながら、バッテリユニットの電力消費を抑制することにあり、快適性と省エネ性を兼ね備えたエアコン付き二輪車を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、モータユニットと、エアコンユニットと、前記モータユニット及び前記エアコンユニットに電力を供給するバッテリユニットと、走行速度を検知する速度センサと、前記速度センサが検知する走行速度に応じて、前記エアコンユニット内のエアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えた構成としてある。
これにより、この二輪車は速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制し、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制することができる。すなわち、例えば夏
季において、二輪車走行中、搭乗者は空気の流れを感じることができ、速度の上昇に比例して体に当たる空気の流れが速くなるので清涼感が向上する。従って、速度の上昇とともにエアコンユニットの能力を抑制しても快適性は損なわれないので、バッテリユニットの電力消費を抑制できる。つまり、速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制することにより、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制することができるのである。
本発明は、上記構成により、快適性を維持しながら、バッテリユニットの電力消費を抑制することができ、快適性と省エネ性を兼ね備えたエアコン付き二輪車を提供することができる。
本発明の実施の形態1に置けるエアコン付き電動二輪車の側面図 同エアコン付き電動二輪車の通信制御構成図 同エアコン付き電動二輪車の表示操作ユニットを示す正面図 同エアコン付き電動二輪車の表示操作ユニットとエアコンユニット及びモータユニットの動作を示す流れ図 同エアコン付き電動二輪車の走行速度とエアコンユニットの能力割合の関係図
第1の発明は、モータユニットと、エアコンユニットと、前記モータユニット及び前記エアコンユニットに電力を供給するバッテリユニットと、走行速度を検知する速度センサと、前記速度センサが検知する走行速度に応じて、前記エアコンユニット内のエアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えた構成としてある。
これにより、この二輪車は速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制し、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制できる。すなわち、例えば夏季において、二輪車走行中、搭乗者は空気の流れを感じることができ、速度の上昇に比例して体に当たる空気の流れが速くなるので清涼感が向上する。従って、速度の上昇とともにエアコンユニットの能力を抑制しても快適性は損なわれないので、バッテリユニットの電力消費を抑制できる。つまり、速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制することにより、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制することができるのである。
第2の発明は、第1の発明において、前記エアコンユニットは走行速度が一定速度以下となったときエアコンユニットを作動させ前記走行速度が一定速度以上となったときエアコンユニットを停止させるエアコン発停手段を備えた構成としてある。
これにより、走行速度が一定速度以下となって搭乗者が空気の流れを感じることができないときには冷気を供給して快適性を向上させることができるとともに、走行速度が一定速度以上となって搭乗者が空気の流れを感じられるようになりある程度の快適性を維持できるような場合にはエアコンを停止させてバッテリユニットの電力消費を抑制することができ、快適性と省エネ性の両立を効率よく達成することができる。
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記バッテリユニットの残量を表示できる表示操作ユニットを備えるとともに、能力制御手段はモータユニットの動力補助率とエアコンユニットの能力割合をそれぞれ調整可能とした構成としてある。
これにより、バッテリユニットの残量を確認しながらモータユニットの動力補助率とエ
アコンユニットの能力割合を調整してより効率的に快適性と省エネ性の両立を達成することができる。
第4の発明は、第1〜第3の発明において、前記エアコンは圧縮機を搭載した冷凍サイクルを用いて構成してある。
これにより、冷凍サイクルによる強力な冷却或いは暖房が可能となり、効果的に快適性を向上させることができる。
第5載の発明は、第1〜第3の発明において、前記エアコンはペルチェ素子を用いて構成してある。
これにより、エアコンユニット自体をコンパクトにまとめることができ、小型で使い勝手の良い二輪車とすることができる。
以下、本発明のエアコン付き二輪車について、電動自転車に応用したものを例にして図面を参照しながら詳細を説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明のエアコン付き電動二輪車の側面図である。
このエアコン付き電動二輪車は電動自転車に適用したものを示しており、当該エアコン付き電動自転車1にはその車体フレーム2の荷台17にエアコンユニット60が取り付けられている。エアコンユニット60は圧縮機を搭載した冷凍サイクルまたはペルチェ素子を使用して構成してあり、吹出し口61より適切に冷却された風が搭乗者に吹き出される。これにより、搭乗者が快適性を感じることになる。なお、上記吹出し口61からの風は搭乗者が着用している空調用ヘルメットあるいは空調用衣服にダクトを介して供給するようにしてもよい。
上記エアコン付き電動自転車1の車体フレーム2は、例えば、ヘッドパイプ3から車体後方斜め下方に延びるメインパイプ4の後端から上方に起立して延びる立パイプ5、メインパイプ4の後方に略水平に延びる左右一対のチェーンステー6と、チェーンステー6の後端部と立パイプ5の上端とを結合する左右一対の後フォーク7を備えている。
ヘッドパイプ3の下端には、前フォーク8が左右に回動可能に枢止されている。前フォーク8の先端には前輪9が軸支されており、エアコン付き電動自転車1の走行速度を検知する速度センサ47を設けている。
ヘッドパイプ3の上端には、操舵装置11が取り付けられている。また、前フォーク8には照明器10が取り付けられている。
立パイプ5の上端にはサドル12が高さ調整可能な状態で挿入されている。また、後フォーク7の後端には後輪13が軸支されている。
以上のように構成された車体フレーム2を持つエアコン付き電動自転車1は補助動力源となるモータユニット20を備えており、このモータユニット20は、ペダル14からクランク軸15に入力されるペダル踏力にモータからの補助力を合成し、チェーン16を介して後輪13に回転力を伝達する。
モータユニット20に電力を供給するバッテリユニット30には、そのケース内にリチュームイオン電池(以下、バッテリ32)が収納されている。また、バッテリ32の充電は、後述する充電器50(図2参照)がバッテリユニット30に接続されることによって行われる。モータユニット20及びバッテリユニット30は、立パイプ5の後面に沿って、立パイプ5と後輪13とで囲まれた空間に配置されている。
表示操作ユニット40は、操舵装置11に取り付けられており、照明器10のON・OFF状態、モータ21の動作状態及びバッテリ32の充電状況を表示するとともに、ワイヤレスで、エアコン付き電動自転車1に取り付けられたモータユニット20、バッテリユニット30、エアコンユニット60及び速度センサ47などのセンサ類(図示しない)との通信を制御する機能を有する。これにより、ユーザはサドル12に座った状態ででも、エアコン付き電動自転車1の各種ユニットの動作状況を容易に把握、操作することができる。
また、表示操作ユニット40はバッテリユニット30に比べて上方に位置する操舵装置11に取り付けられているので、バッテリユニット30に合せて低い姿勢で充電状況を目視する必要も無く、楽な姿勢で充電状況を確認できる。そして、表示操作ユニット40は操舵装置11より容易に脱着可能となっており、エアコン付き電動自転車1から運転者が離れていてもこれを取り外して身体、例えば腕につければ、エアコン付き電動自転車1の各種ユニットの動作状況を容易に把握、操作することができる。
次に、図2、図3を用いて本実施の形態におけるモータユニット20、バッテリユニット30、表示操作ユニット40及びエアコンユニット60の通信制御と表示操作について説明する。
図2はモータユニット20、バッテリユニット30、表示操作ユニット40、充電器50及びエアコンユニット60の通信制御レイアウトの概略を示す通信制御構成図である。また図3は表示操作ユニット40の正面図である。尚、簡便のため以下、図中及び本文を含めスイッチを記号でSWと表している。
図2、図3において、モータユニット20は、図2に示すように、補助動力を出力するモータ21、モータ21による補助動力を可変制御するモータ制御部22を備えている。また、バッテリユニット30は、バッテリ32と、バッテリ32からモータユニット20及びエアコンユニット60に電力を供給するバッテリ32の充放電管理を行うバッテリ制御部31を備えている。
また、表示操作ユニット40は、電源SW48をONにすると、モータユニット20、バッテリユニット30、エアコンユニット60、速度センサ47の信号の送受信を開始する。その他のセンサ類(図示せず)及びエアコンユニット60との通信を制御する表示操作ユニット制御部41、各種情報をユーザに視覚的に伝える液晶ディスプレイ70(図3参照)及び表示内容を切り替える切替SW71を有する表示部42、現在の動作状態を表示する発光ダイオードで構成されているモード表示灯49a、49b、49c(図3参照)を有する。また、照明器10のON・OFFを制御する照明SW43、モータユニット20による補助動力の制御をON・OFFするアシストSW44、エアコンユニット60の制御をON・OFFするするエアコンSW46を備えている。
またアシストSW44またはエアコンSW46がONのとき、それぞれモータユニット20による動力補助率またはエアコンユニット60の能力調整割合を切り替える選択SW45(45a、45b(図3参照))を備えている。
また、図2に示す様に、バッテリ32を充電するための充電器50は、充電中のバッテリ32の温度や充電容量等の状況を監視し、その状況に応じてバッテリ32に供給する充電電流を可変制御する充電器制御部51を備えている。充電器50は、コネクタ(図示せず)によってバッテリユニット30に着脱自在に取り付けられ、バッテリ32を充電する際にバッテリユニット30に接続される。
図2の矢印(破線)は、各ユニット間での通信を行うための信号経路を示す。図2においては、バッテリ制御部31から表示操作ユニット制御部41、充電器制御部51それぞれに対して、充電中のバッテリ32の温度や充電容量などが通信される。
また、モータ制御部22と表示操作ユニット制御部41間で通信が行われる。選択SW45の動力補助率の変更に応じて、動力補助率を表す信号が表示操作ユニット制御部41からモータ制御部22に送信されるようになっている。この場合、動力補助率に応じて異なる周期のパルス信号が送信される。
モータユニット20が過負荷状態にある場合など異常がある場合は、異常を表す信号がモータ制御部22から表示操作ユニット制御部41に送信され、表示部42に表示されるようになっている。
さらに、エアコンユニット60と表示ユニット制御部41間で通信が行われる。選択SW45で能力割合を変更することで、エアコンユニット60の能力調整を行う様に制御信号が表示操作ユニット制御部41から能力制御手段64に送信されるようになっている。
またエアコンユニット60に異常がある場合などは異常を表す信号がエアコンユニット60から表示操作ユニット制御部41に送信され、表示部42に表示されるようになっている。
次に図4を用いて本発明の特長である表示操作ユニット40とモータユニット20とエアコンユニット60の動作を説明する。尚、バッテリユニット30、充電器50の詳細な説明は割愛する。
図4は表示操作ユニット40、モータユニット20、エアコンユニット60の動作の流れ図を示す。
先ず、ステップS11では搭乗者は電源SW48のON・OFFを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。電源SW48がOFFの場合はステップS12に移行してバッテリユニット30から表示操作ユニット40を含む各ユニットへの電源供給を切断する。電源SW48がONとなった場合には、バッテリユニット30から表示操作ユニット40を含む各ユニットへ電源供給を開始してステップS13に移行する。
ステップS13では搭乗者は照明SW43のON・OFFを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。照明SW43がONされればステップS14に移行して照明器10を点灯する。照明SW43がOFFされればステップS15に移行して照明器10を消灯する。照明SW43の操作に関わらずステップS16に移行する。
ステップS16では、搭乗者はアシストSW44のON・OFFを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。アシストSW44がOFFされればステップS17に移行し、モータユニット20からの動力の補助を行わない。アシストSW44がONされればステップS18に移行して補助動力の動力補助率を例えばパワフル、オートマチック、セーブの3種類から選択SW45a、45bを使って選択する。選択SW45a、45bの操
作によりモード表示灯49a、49b、49cのそれぞれ一つが点灯して選択した動力補助率を示す。動力補助率の一例としてパワフルでは60〜80%、オートマチックでは40〜60%、セーブでは20〜40%である。
動力補助率を選択後、ステップS19に移行して選択した動力補助率となるようモータユニット20はクランク軸15に動力を伝える。アシストSW44の操作の有無に関わらず、ステップS20に移行する。
ステップS20では搭乗者はエアコンSW46のON・OFFを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。エアコンSW46がOFFされればステップS21に移行してエアコンユニット60を停止させる。エアコンSW46がONされればステップS22に移行して、エアコンユニット60の能力割合をパワフル、オートマチック、セーブの3種類から選択SW45a、45bを使って選択する。
選択SW45a、45bの操作によりモード表示灯49a、49b、49cのそれぞれ一つが点灯して選択した能力割合を示す。
次にステップS23に移行して速度センサ47により現在のエアコン付き電動自転車1の走行速度を計測する。走行速度がVより速い場合、エアコン発停手段63はエアコンユニット60を停止させる。走行速度がVより遅い場合、エアコン発停手段63はエアコンユニット60を運転させる。
ステップS25に移行して、選択SW45a、45bで選択された能力割合と速度センサ47により計測された走行速度Vにより能力制御手段64は所定の能力割合でエアコンユニット60を運転する。
エアコン付き電動自転車1の走行速度と能力割合の一例を、図5を用いて説明する。
図5はエアコン付き電動自転車1の走行速度と能力割合の関係を示す図である。
横軸はエアコン付き電動自転車1の走行速度であり、縦軸はエアコンユニット60の出し得る最大能力を100%とした場合のエアコンユニット60の能力割合を示している。また、選択SW45a、45bを使って選択したパワフル、オートマチック、セーブの走行速度と能力割合の関係をそれぞれ示している。
図5より、走行速度が時速Vkmを超えるとエアコンユニット60の能力割合は0%となる。即ち停止することになる。また、パワフル、オートマチック、セーブ何れの場合においても、走行速度の上昇に伴ってエアコンユニット60の能力割合を低減している。走行速度に対する低減割合はパワフル<オートマチック<セーブとなっている。またエアコン付き電動自転車の走行速度が時速0km、すなわち停止中は、エアコンユニット60の能力割合は100%となっている。
このように、選択SW45a、45bで選択された能力割合と速度センサ47により計測された走行速度Vにより能力制御手段64は所定の能力割合でエアコンユニット60を運転する。
尚、ステップS20でエアコンSW46がONとなっている時、常にステップS22、S23、S24、S25の監視を行いそれぞれの条件に合うようエアコンユニット60の動作を行う。
次にステップS26に移行して、搭乗者は表示切り替えSW71の操作を行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。表示切り替えSW71がOFFされればステップS27に移行して液晶ディスプレイ70の表示を停止する。
表示切り替えSW71が操作されステップS28に移行すると、搭乗者は任意の表示を選択して液晶ディスプレイ70に表示することができる。表示内容の一例としてはバッテリ32の残量、走行速度、走行距離、時刻、地図、吹出し口61の空気温度(温度センサは図示しない)などであり、これらが表示切り替えSW71の操作により切り替わり液晶ディスプレイ70に表示される。
この後、ステップS11に戻って電源SW48のON・OFFの検知を行い、搭乗者が電源SW48をOFFするまで、上記の流れを表示操作ユニット制御部41は常に監視し搭乗者の操作に合わせて各ユニットを制御する。
以上説明したようにこの電動二輪車は、走行速度に応じてエアコンユニット60の能力を抑制するので、快適性を損なうことなくバッテリユニット30の電力消費を抑制することができる。すなわち、通常、自転車走行中、搭乗者は空気の流れを感じることができるので、速度の上昇に比例して体に当たる空気の流れが速くなり清涼感が向上する。従って、この走行速度が速い時はエアコンユニット60の能力を抑制しても快適性は損なわれないので、このように空気の流れを感じるときにはエアコンユニット60の駆動を制限してバッテリユニット30の電力消費を抑制することができる。また、走行速度が遅いときにはエアコンユニット60を駆動して空気の流れの代わりにエアコンユニット60からの空気で快適性を確保することができる。
換言すると、このエアコン付き電動自転車1は走行速度が一定速度以下となって搭乗者が空気の流れを感じることができないときには冷気を供給して快適性を向上させることができるとともに、走行速度が一定速度以上となって搭乗者が空気の流れを感じられるようになりある程度の快適性を維持できるような場合にはエアコンを停止させてバッテリユニット30の電力消費を抑制することができ、快適性と省エネ性の両立を効率よく達成することができる。
尚、上記実施の形態では特に夏季において吹出し口61より冷風を吹出すことを前提に説明し、冷風と温風の切り替えについては述べなかったが、エアコン62を冷暖切り替え式エアコンとし、搭乗者が冷温風切り替えSWを用いて切り換えるようにしても良いし、温度センサを用いて環境温度を検知し、温度に合わせて切り換えるようにしても良い。例えば、エアコン62として冷凍サイクルを用いるときは四方弁を用いて冷暖切り替え式エアコンとし、ペルチェ素子を用いる場合は印加電源のプラス、マイナスを逆転できる回路を備えた構成として、冷暖切り替え式エアコンとすればよい。
また、本実施の形態のエアコン付き電動自転車1は、バッテリユニット30の残量を表示できる表示操作ユニット40を備えるとともに、能力制御手段64はモータユニット20の動力補助率とエアコンユニット60の能力割合をそれぞれ調整可能とした構成としてあるから、バッテリユニット30の残量を確認しながらモータユニット20の動力補助率とエアコンユニット60の能力割合を調整してより効率的に快適性と省エネ性の両立を達成することができる。
また、このエアコン付き電動自転車1は、前記エアコンユニット60を、圧縮機を搭載した冷凍サイクルを用いて構成すれば、冷凍サイクルによる強力な冷却或いは暖房が可能となり、効果的に快適性を向上させることができる。
また、前記エアコンユニット60を、ペルチェ素子を用いて構成すれば、エアコンユニット自体をコンパクトにまとめることができ、小型で使い勝手の良いエアコン付き電動自転車とすることができる。
以上、本発明に係るエアコン付き二輪車について、上記実施の形態を用いて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成する範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、この実施の形態では、二輪車として、バッテリを走行時の補助動力源として搭載している電動自転車を例にして説明したが、このような電動自転車に限らず走行用のバッテリを備えている電動オートバイであってもよいものである。
また、電動自転車のような走行時の補助動力源となるバッテリを備えていない普通の自転車であっても、これに別途バッテリを搭載して当該バッテリでエアコンを駆動するようにした自転車であってもよいものである。
更には、エンジンを走行動力源としているオートバイであっても、これに搭載しているバッテリでエアコンを駆動させることができるので、このようなバッテリ搭載型エンジン式オートバイであってもよいものである。
また、車輪の数が、後輪若しくは前輪の一方を二輪として合計三輪となる形の自転車や電動オートバイ、バッテを搭載型エンジン式オートバイであってもよいものであり、本発明ではこのような三輪タイプのものも二輪車として定義づけその範囲に含むものである。
本発明によれば、走行速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制するので、快適性を損なわず、バッテリユニットの電力消費を抑制でき、快適性と省エネ性を兼ね備えたエアコン付き二輪車を提供できる。よって、幅広い層のユーザが使用する乗り物に適用することができる。
1 エアコン付き電動自転車
2 車体フレーム
17 荷台
20 モータユニット
21 モータ
22 モータ制御部
30 バッテリユニット
31 バッテリ制御部
32 バッテリ
40 表示操作ユニット
41 表示操作ユニット制御部
42 表示部
43 照明SW
44 アシストSW
45、45a、45b 選択SW
46 エアコンSW
47 速度センサ
48 電源SW
49a、49b、49c モード表示灯
50 充電器
51 充電器制御部
60 エアコンユニット
61 吹出し口
62 エアコン
63 エアコン発停手段
64 能力制御手段
70 液晶ディスプレイ
71 切り替えSW

Claims (5)

  1. モータユニットと、エアコンユニットと、前記モータユニット及び前記エアコンユニットに電力を供給するバッテリユニットと、走行速度を検知する速度センサと、前記速度センサが検知する走行速度に応じて、前記エアコンユニット内のエアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えたエアコン付き二輪車。
  2. エアコンユニットは走行速度が一定速度以下となったときエアコンユニットを作動させ前記走行速度が一定速度以上となったときエアコンユニットを停止させるエアコン発停手段を備えた請求項1記載のエアコン付き二輪車。
  3. バッテリユニットの残量を表示できる表示操作ユニットを備えるとともに、能力制御手段はモータユニットの動力補助率とエアコンユニットの能力割合をそれぞれ調整可能とした請求項1または2に記載のエアコン付き二輪車。
  4. エアコンは圧縮機を搭載した冷凍サイクルを用いて構成した請求項1〜3のいずれか1項に記載のエアコン付き二輪車。
  5. エアコンはペルチェ素子を用いて構成した請求項1〜3のいずれか1項に記載のエアコン付き二輪車。
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