JP3683307B2 - 車両用バッテリ収納装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば電動自転車のようにモータ電源としてバッテリを搭載した車両におけるバッテリ収納装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動自転車等のように走行中にバッテリを充電することの困難な車両の場合、非使用時に例えば家庭用電源に接続された充電器によってバッテリを繰り返し充電することとなる。このように頻繁に充填する必要のある場合には、充電の際に車両自体を上記充電器の近くに移動させなくても済むように、バッテリを車両から取り外し可能に構成するのが望ましい。
【0003】
そこで、従来、例えば実公昭60−7995号公報に記載されているように、バッテリを収納するバッテリケース全体を車両から着脱可能としたバッテリ収納装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来装置のように、バッテリケースを車両から着脱可能とする場合には、バッテリケースを車両に装着すると自動的にバッテリケース内のバッテリと車両側のモータ駆動回路とが電気的に確実に接続され、かつインナボックスが機械的に確実に固定される構造が望ましい。
【0005】
本出願人は、上記電気的接続を容易化すべく、バッテリ収納装置を、車両側に固定されたアウタボックスと、該アウタボックス内に出し入れ自在に収納されるバッテリ内蔵のインナボックスとで構成するとともに、両ボックス間にインナボックスの挿入時に電気的に接続される接続機構を設け、さらにインナボックスを上記接続方向に付勢するようにしたものを開発している。
【0006】
ところが、アウタボックス内にインナボックスを収納する構造を採用した場合、インナボックスを着脱作業中に誤って落としてしまうと、場合によっては重いバッテリの衝撃荷重により上記電気的接続機構部分が損傷するという懸念がある。
【0007】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、バッテリ側と車両側とを電気的に確実に接続できるとともにインナボックスを機械的に確実に固定でき、さらにインナボックスの着脱作業中にインナボックスを落とした場合でも接続機構部分の損傷を防止できる車両用バッテリ収納装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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、該インナボックスとアウタボックスの底壁間に設けられインナボックスを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とを備えた車両用バッテリ収納装置において、上記インナボックスとアウタボックスの車両前側の側壁間に該インナボックスの挿入時の荷重を吸収するとともに、該インナボックスを挿入方向と略直角方向かつ車両後側の側壁側に付勢する緩衝機構を設け、該緩衝機構は、上記アウタボックスの前側壁下部の左,右コーナ部内面に設けられた一対の弾性部材と、該各弾性部材に設けられたガイド部材と、上記インナボックスに設けられ、上記ガイド部材に摺接する傾斜押圧面とで構成されていることを特徴としている。
【0009】
【作用】
本発明に係る車両用バッテリ収納装置によれば、アウタボックスとインナボックスとの間に緩衝機構を設けたので、着脱作業時にインナボックスが落下した場合には、上記緩衝機構がインナボックスの落下荷重を吸収することとなり、電気的接続機構部への衝撃力を抑制でき、該機構部の損傷を回避できる。
【0010】
また、上記緩衝機構によりインナボックスを挿入方向と略直角方向に付勢したので、インナボックスが走行中の振動によりがたつくのが防止される。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説明する。
図1ないし図13は、本発明の一実施例によるパワーアシスト自転車のバッテリ収納装置を説明するための図であり、図1はパワーアシスト自転車の右側面図、図2,図3はアウタボックスの左側面図,正面図、図4はインナボックスの右側面図、図5はインナボックスのサイドカバーを外した状態の右側面図、図6はインナボックスの一部断面左側面図、図7はインナボックスの断面正面図、図8〜図10はそれぞれアウタボックスの平面図,断面正面図,断面平面図、図11はインナボックスの挿入状態を示す断面左側面図、図12はインナボックスの装着状態を示す断面左側面図、図13は装着状態の断面平面図である。なお、本実施例において、左, 右とは乗車状態で見た左, 右のことである。
【0012】
図において、1は本実施例装置を備えたパワーアシスト自転車であり、該自転車1の車体フレーム2は、前輪3が回転自在に軸支されたフロントフォーク4を回動自在に支持するヘッドパイプ2aと、該ヘッドパイプ2aから後方斜め下方に延びるダウンチューブ2bと、該ダウンチューブ2bの下部にセンタラグ5を介してV字形をなすように連結されたシートチューブ2cと、上記ダウンチューブ2bの下端にハンガーラグ6を介して連結された左右一対のチェーンステー2dと、上記シートチューブ2cの上部とチェーンステー2dの後端部とを略三角形をなすように連結する左右一対のシートステー2eとから構成されている。上記チェーンステー2dとシートステー2eとは後輪ブラケット2fを介して一体に連結されており、該後輪ブラケット2fには後輪8が回転自在に支持されている。
【0013】
上記フロントフォーク4の上端には操向ハンドル7が装着されており、また上記シートチューブ2cの上端にはサドル9が装着されたシートピラーチューブ10が進退可能に挿入されている。このシートピラーチューブ10は上記シートチューブ2cの上端に配設されたロックハンドル11により所望高さ位置に固定可能となっている。
【0014】
また上記サドル9は、シートピラーチューブ10の上端に固定されたブラケット10aの先端部に上下に回動可能に装着されており、後述するバッテリ出し入れ時には、該サドル9の後部を上方に回動させることによりバッテリとの干渉を回避できるようになっている。
【0015】
上記センタラグ5の下方には、パワーユニット12が配設されている。このパワーユニット12は、ペダル13からクランク4を介してクランク軸15に入力された踏力と、補助駆動装置16からの補助駆動力とを合力し、チェーン58を介して上記後輪8に伝達する装置である。
【0016】
上記補助駆動装置16は、補助駆動力を出力する電動モータ17と、該電動モータ17の電源であるバッテリを収納するバッテリ収納装置18と、上記電動モータ17からの補助駆動力を上記ペダル踏力,及び車速に応じた値に制御するためのコントローラ19とから構成されている。この補助駆動力は、乗員のペダル踏力1に対して1未満に設定されており、かつ車速が例えば15Km/hを越えた時点から次第に小さくなり、24Km/hに達した時点でゼロになるように設定されている。
【0017】
上記電動モータ17,及びコントローラ19は上記ダウンチューブ2bの下側に該チューブ2bに沿うように配設されており、該両部品及び上記ダウンチューブ2b,センタラグ5,ハンガラグ6の周囲は、上下二分割式の上カバー20a,下カバー20bによって覆われている。
【0018】
上記バッテリ収納装置18は、アウタボックス21内にバッテリを内蔵するインナボックス22を出し入れ自在に収納した二重ケース構造のものであり、上記シートチューブ2cの後側に該チューブ2cに沿うように配置され、アウタボックス21の前壁21aの下端部,後壁21bの上端部にそれぞれ左右一対設けられたフランジ21c,21dが車体フレーム2にボルト締め固定されている。
【0019】
上記アウタボックス21は、樹脂製の左, 右二分割構造のもので、前,後壁21a,21bの上部に形成された係止爪21eを係止するとともに、下端部をボルト24で固定することにより、上端に挿入開口21fを、下端に底壁21gを有する略直方体状になっている。
【0020】
また上記アウタボックス21の前壁21aには、上記シートチューブ2cに係止する係止片21hが上下に延びるように形成されており、また左, 右側壁21i,21jには意匠効果を高めるための模様21kが形成されている。なお、21mは、インナボックス22を収納した状態で充電器の充電プラグを挿入するための充電開口である。
【0021】
上記アウタボックス21の底壁21gの前側部分は斜め上方に傾斜するとともに他の部分より一段高い段部21pとなっている。この段部21pは上記インナボックス22の重量を支えるためのものである。また上記底壁21gには、バッテリを駆動回路に接続するための接続機構41の一部を構成する雄コネクタ42が配置されている。該雄コネクタ42は上記底壁21gの外面に形成されたボス部にボルト締め固定され、その雄端子42aは底壁21gの内方に突出しており、また上記雄端子42aはリード線42bを介して上記電動モータ17,コントローラ19等に接続されている。
【0022】
上記アウタボックス21の上端には挿入開口21fを開閉する蓋25が配設されている。この蓋25は周縁に下方に屈曲するフランジ25aを有する皿状のもので、その右側壁に形成されたボス部25bがアウタボックス21の右側壁21jの上端に形成されたボス部21n,21n間に挿通された支持ピン26によって、車両右側に回動可能に支持されている。
【0023】
上記蓋25の内側右側、つまり蓋25の回転軸側には、二組の付勢機構28が配設されている。この付勢機構28は、蓋25の内面に下方に突出されたガイドロッド25dに摺動リング29を上下動自在に装着するとともに、該摺動リング29の押圧フランジ29aと上記蓋25のばね座25eとの間にスプリング30を介設した構造のものである。なお、31は摺動リング29の下降位置を規制するストッパであり、これは上記ガイドロッド25dの下端面にねじ32で固定されている。
【0024】
上記インナボックス22は、ボックス本体33内にバッテリパック34を収納した構造のものである。上記バッテリパック34は、左右2分割構造の樹脂製の保持ケース35内に、多数の充電可能の単電池36を直列接続してなる電池郡を車幅方向に向けて収納し、該両分割ケース同士をピン34aで結合してなるものである。上記電池郡の陰極,陽極に接続された放電用リード線37a及び充電用リード線37bは該保持ケース35の外面に凹設されたリード溝35b内に配線され、かつ係止爪35cで係止されている。上記充電用リード線37bは上方に導出されて充電用接続端子38に接続され、また上記放電用リード線37aは下方に導出されて上記接続機構41の一部を構成する雌コネクタ39に接続されている。
【0025】
上記ボックス本体33は底ケース33aと蓋ケース33bとからなる左右二分割構造の樹脂製のものであり、上記バッテリパック34を底ケース33a内に収容し、蓋ケース33bを被せ、内方に突出したボス部33c,33d部分をボルト40a,40bで固定した構造のものである。この場合、ボルト40bが挿入されたボス部33c,33dは上記バッテリパック34に形成された固定フランジ部35aを共締めしており、これによりバッテリパック34がボックス本体33内で動くのを防止している。
【0026】
上記ボックス本体33の底ケース33a,蓋ケース33bには上下に延びるリブ33eが形成されており、該リブ33eがアウタボックス21の内面に当接することにより該アウタボックス21内でインナボックス22が動くのを防止している。
【0027】
上記充電用接続端子38は上記底ケース38aの内面にボルト締め固定され、かつ該底ケース33aの開口33eから外方に臨んでおり、上記アウタボックス21内に挿入された状態では該アウタボックス21の充電開口21mから充電器のプラグを接続可能になっている。
【0028】
上記雌コネクタ39は、上記ボックス本体33の底壁の下方突出部33gに配設され、底ケース33a側にボルト締め固定されている。そしてこの雌コネクタ39の雌端子39aは外方に臨んでおり、インナボックス22をアウタボックス21内に収納すると自動的に上記雌端子39aに上記雄端子42aが接触するようになっている。なお、この雌,雄端子39a,42aはインナボックス22がアウタボックス21内で若干上下に振動しても上記接触状態が保持されるように構成されている。
【0029】
また上記インナボックス22の上壁には把手43が可倒可能に配設されている。この把手43は長辺部43aの両端に短辺部43bを屈曲形成してなる略コ字形をなしており、該短辺部43bがボックス本体33の上壁に形成されたボス部33gに挿通された支持ピン44で回動自在に支持されている。
【0030】
上記支持ピン44は、図9に示すように、インナボックス22の幅方向中心線aより車体左側にbだけ偏位しており、把手43の高さは、倒したとき長辺部43aの先端がインナボックス22の右側面に一致するように設定されている(図7の二点鎖線参照)。そして把手43を図7に示す正規の側に倒すと、上述の付勢機構28で把手43を介してインナボックス22を押圧できるようになっている。
【0031】
そして上記ボックス本体33の底壁には、上記アウタボックス21の段部21pに対応した高さを有する段部33fが形成されており、インナボックス22をアウタボックス21内に収納した状態では、上記段部21pに段部33fが当接し、該インナボックス22の重量はこの段部21pによって支持され、上記接続機構41に過大な荷重が作用するのを防止している。
【0032】
さらにまた、本実施例のバッテリ収納装置18には、図11ないし図13に示すように、インナボックス挿入時の荷重を吸収する緩衝機構50が配設されている。この緩衝機構50は、アウタボックス21の前壁21a下部の左,右コーナ部内面に一対の上下方向に延びるゴム製の弾性部材51を貼着し、該各弾性部材51に上記インナボックス22の傾斜押圧面53に摺接する樹脂製のガイド部材52を貼着した構造のものである。
【0033】
上記傾斜押圧面53はインナボックス22の前壁の左右コーナ部外面に形成され、底側ほど深くなっており、該傾斜押圧面53の長さはインナボックス22の底壁段部33fから上方に2/3程度にわたっている。
【0034】
上記弾性部材51は上端から下端まで同じ厚さの四角柱状のものである。上記ガイド部材52は下端側ほど厚肉の四角柱状のものであり、該ガイド部材52の内側面は、上記インナボックス22の傾斜押圧面53と同じ傾斜角度を有する傾斜受面52aとなっている。また上記ガイド部材52の上端部にはインナボックス収納完了時に前壁21aの内面に当接して前後方向のがたつきを規制するストッパ部52bが屈曲形成されている。
【0035】
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例のバッテリ収納装置18を備えたパワーアシスト自転車1において、バッテリを充電するには、サドル9を図1の二点鎖線位置に回動させ、アウタボックス21のロックシリンダ27にキースイッチを挿入してロックを外す。すると付勢機構28のスプリング30が伸びて蓋25が少し浮き上がるので、これを図3に二点鎖線で示す位置に開き、インナボックス22を把手43を持って外方に引き出す。そして該インナボックス22を充電器の設置場所に持って行き、充電端子38に充電器の充電プラグを接続する。なお、バッテリを自転車1に搭載したままで充電する場合は、アウタボックス21の充電開口21mから上記充電端子38に充電プラグを接続することとなる。
【0036】
充電が終了した場合には、図11,図12に示すように、上記インナボックス22をアウタボックス21内に挿入開口21fから挿入する。すると該インナボックス22の傾斜押圧面53がガイド部材52の傾斜受面52aに摺接するとともにガイド部材52を押圧し、これにより弾性部材51が変形してインナボックス22の挿入荷重を吸収する。
【0037】
この状態でインナボックス22を押し込むと弾性部材51がさらに変形し、該インナボックス22の底面に配置された雌コネクタ39とアウタボックス21の底部に配置された雄コネクタ42とが自動的に接続され、かつインナボックス22の重量は、これの段部33fがアウタボックス21の段部21pに当接することによって支持され、過大な荷重が雄,雌コネクタ42,39に作用することはない。また上記インナボックス22は、ガイド部材52のストッパ部52bが前壁21aに当接することによって、また弾性部材51の付勢力でもって前後方向への移動が規制されており、走行中の振動によりがたつくことはなく、この点からも電気的接続部の損傷が防止されている。
【0038】
ここで、上記インナボックス22を挿入時の途中で誤って落とした場合には、インナボックス22の重量が大きいことから、該落下による衝撃荷重により接続機構41,樹脂ケースの段部33f,21p等が損傷する懸念がある。これに対して本実施例では、上述の緩衝機構50を設けたので、上記接続機構41,樹脂ケース等に衝突する前に、上記緩衝機構50がインナボックス22の落下荷重を吸収して落下速度を減速させ、これにより着地時の衝撃力は大幅に軽減され、落下による上記接続機構41等の損傷を回避できる。
【0039】
そしてインナボックス22の把手43を図7に示す位置に倒した後、蓋25を閉じると、まず付勢機構28の摺動リング29の押圧フランジ29aが上記把手43をスプリング30の付勢力でもって押圧し、該把手43のインナボックス22を押圧する。これにより上記接続機構41による電気的接続が確実となるとともに、インナボックス22がアウタボックス21に対して機械的に固定され、またこれと同時に把手43はインナボックス22に対して機械的に固定される。
【0040】
なお、上記実施例では、弾性部材51とガイド部材52とからなる緩衝機構50を例にとって説明したが、本発明の緩衝機構はこれに限られるものではなく、例えば、図14に示すものも採用できる。
【0042】
図14に示す緩衝機構60は、オイルダンパ61内のスプリング61aで付勢されたピストン62にロッド63を介してローラ64を軸支した構造とし、またローラ64が転接するインナボックス22の底壁65を傾斜させるとともに、前壁66に傾斜押圧面66aを形成した例である。これは、上記ローラ64を上記傾斜押圧面66aが押圧することによりインナボックス22の落下速度を減速させる。
【0043】
また、上記実施例では、ペダル踏力に応じた補助駆動力を供給するパワーアシスト自転車を例にとって説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、他の電動車両にも適用できる。
【0044】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る車両用バッテリ収納装置によれば、インナボックスとアウタボックスとの間にインナボックス収納時にバッテリ側と車両側とを電気的に接続する接続機構を設けるとともに、上記インナボックスとアウタボックスとの間に該インナボックスの挿入荷重を吸収するとともに、インナボックスを挿入方向と略直角方向に付勢する緩衝機構を設けたので、インナボックスを落下させた場合でも衝撃荷重を吸収でき、また走行中の振動によりインナボックスががたつくのを防止でき、その結果、電気的接続部の損傷を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例によるバッテリ収納装置を備えたパワーアシスト自転車の右側面図である。
【図2】 上記実施例装置のアウタボックスの左側面図である。
【図3】 上記実施例装置のアウタボックスの正面図である。
【図4】 上記実施例装置のインナボックスの右側面図である。
【図5】 上記実施例装置のインナボックスの蓋ケースを外した状態の右側面図である。
【図6】 上記実施例装置のインナボックスの一部断面左側面図である。
【図7】 図4のVII-VII 線断面図である。
【図8】 上記実施例装置のアウタボックスの平面図である。
【図9】 図8のIX-IX 線断面図である。
【図10】 図3のX-X 線断面図である。
【図11】 上記実施例装置のインナボックスの挿入状態を示す断面側面図である。
【図12】 上記実施例装置のインナボックスの収納完了状態を示す側面図である。
【図13】 図12のXIII-XIII 線断面図である。
【図14】 上記実施例装置の緩衝機構の変形例を示す図である。
Claims (1)
- 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、該インナボックスとアウタボックスの底壁間に設けられインナボックスを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とを備えた車両用バッテリ収納装置において、上記インナボックスとアウタボックスの車両前側の側壁間に該インナボックスの挿入時の荷重を吸収するとともに、該インナボックスを挿入方向と略直角方向かつ車両後側の側壁側に付勢する緩衝機構を設け、該緩衝機構は、上記アウタボックスの前側壁下部の左,右コーナ部内面に設けられた一対の弾性部材と、該各弾性部材に設けられたガイド部材と、上記インナボックスに設けられ、上記ガイド部材に摺接する傾斜押圧面とで構成されていることを特徴とする車両用バッテリ収納装置。
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