JP4312007B2

JP4312007B2 - 電動自転車

Info

Publication number: JP4312007B2
Application number: JP2003300669A
Authority: JP
Inventors: 省三鍋谷; 宏一郎鶴岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: JP2005067425A

Description

本発明は、電動自転車およびその充電設備に関する。

一般に、電動自転車には、補助駆動力を発生させるモータと、このモータに電気供給をするバッテリが搭載されている。通常、このようなバッテリの充電は、電動自転車を使用しないときに行われる。バッテリには、車体から着脱自在に構成されて車外にバッテリを運んで充電するタイプと、車体に固定されてバッテリを搭載したままの状態で充電するタイプとがある。

充電に際して、例えば、バッテリが電動自転車から着脱自在であれば、バッテリを電動自転車の車体から取り外し、これを別途設けられている充電器に接続して充電している。また、バッテリが電動自転車に固定されている場合であれば、電動自転車に搭載されているバッテリにつながれたコネクタに、車外の充電装置の充電コードを接続することで充電している。

しかしながら、前者のような充電方法では、充電のたびに電動自転車からバッテリを取り外し、また充電が終わればバッテリを電動自転車に搭載しなければならず、バッテリの着脱作業は人手で行われるため、手間がかかるという問題点がある。また、後者のような充電方法でも、電動自転車のコネクタに充電コードを接続する作業は人手で行われるため、この場合にも、作業に手間がかかってしまうという問題点がある。

このような問題に対し、例えば、特許文献１〜特許文献３には、車載されたバッテリに充電するコネクタを備えながら、充電の際の手間を省くことができる電動自転車が記載されている。

詳細には、特許文献１には、図６に示すように、電動自転車１における前輪２のハブ軸３に、前輪２の側方へ突出させた状態でコネクタ４を設け、駐輪場等に設置した充電装置６において電動自転車１のコネクタ４に対向する位置に電力供給部５（以下、供給部と記す）を設けた構成が記載されており、この構成により、使用者が電動自転車１を駐輪する際に、電動自転車１を前進させてコネクタ４を供給部５に接続することで、充電コードを人手により取り扱わなくても、電動自転車１に搭載されたバッテリ７を、手間をかけることなく充電できるようになっている。

また、特許文献２には、図７に示すように、電動自転車１における前ホーク８の一方のほぼ中央にコネクタ４を設け、駐輪場等に設置した充電装置６において電動自転車１のコネクタ４に対向する位置に供給部５を設けた構成が記載されており、この構成により、使用者が電動自転車１を駐輪する際に、電動自転車１を前進させてコネクタ４を供給部５に接続することで、充電コードを人手により取り扱わなくても、電動自転車１に搭載されたバッテリ７を、手間をかけることなく充電できるようになっている。

さらに、特許文献３には、図８に示すように、電動自転車１におけるサイドスタンド９のほぼ中央にコネクタ４を設け、駐輪場等に設置した充電装置６において電動自転車１のコネクタ４に対向する位置に供給部５を設けた構成が記載されており、この構成により、使用者が電動自転車１を駐輪する際に、電動自転車１を前進させてコネクタ４を供給部５に電気的に接続することで、充電コードを人手により取り扱わなくても、電動自転車１に搭載されたバッテリ７を、手間をかけることなく充電できるようになっている。
特開平１０−７５５３５号公報特開２００３−６１２５３号公報特開平１０−２５０６７５号公報

特許文献１〜特許文献３に開示されている技術のうちのいずれもが、上記したような手作業による手間を省くことができるのであるが、いずれの技術においても電動自転車１に設けられたコネクタ４が、電動自転車１の進行方向に対して車体の左右のどちらかに突出した状態で設けられているため、電動自転車１の転倒の際には、コネクタ４が路面などに当接しやすく、その結果、転倒時にコネクタ４が損傷してしまう。

このように、コネクタ４が損傷してしまうと、コネクタ４を供給部５に接続できなくなることがあり、場合によってはバッテリ７に充電できなくなるおそれがあった。
そこで本発明はこのような問題を解決するもので、車載した状態のバッテリを、手間をかけることなく充電できる電動自転車において、車体の転倒時においても、車体に取り付けられた充電用のコネクタが損傷することを最小限に抑えることを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、車載されたバッテリに充電するためのコネクタを備え、前記コネクタが、車両を移動させることにより車外の充電装置に接続自在とされた電動自転車であって、前記コネクタが、前輪側の泥よけと前輪側のバスケットとの間に設けられ、前輪側のバスケットを支持する支持フレームが、前記コネクタの左側方および右側方に配設されているものである。

この構成によれば、コネクタを前輪側の泥よけと前輪側のバスケットとの間に設け、前輪側のバスケットを支持する支持フレームを、前記コネクタの左側方および右側方に配設したこと、すなわち、左側の支持フレームの部分と右側の支持フレームの部分との間にコネクタを配設したことにより、車体の転倒時において、コネクタが路面などに当接し難くすることができ、転倒時にコネクタが損傷することを抑制することができる。

本発明によれば、充電コードを人手により取り扱う手間を省くことができ、前輪側のバスケットを支持する支持フレームを、前記コネクタの左側方および右側方に配設したことにより、例えば、コネクタが車体の左側または右側に突出した状態で設けられている電動自転車がコネクタ側に転倒した場合に比べて、転倒時にコネクタが路面などに当接し難くすることができ、転倒時におけるコネクタの損傷を抑制することができる。したがって、コネクタの損傷を抑制することができるので、コネクタが損傷することによってバッテリに充電ができなくなることを防止することができ、信頼性が向上する。

本発明の実施の形態の電動自転車１０を、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態の電動自転車１０の正面図、図２は、電動自転車１０および駐輪装置１２の右側面図、図３は、電動自転車１０における支持フレーム１３およびコネクタ１４の取り付けを表す分解斜視図、図４は、電動自転車１０のバッテリ１５に充電している状態を示す右側面図、図５は、電動自転車１０が転倒している状態を示す正面図である。なお、以下において、幅方向という表現は、電動自転車１０の進行方向に向いて左右となる方向を意味している。

図１〜図３に示すように、本発明の実施の形態の電動自転車１０は、補助駆動力を発生させるモータ１６と、このモータ１６に電気供給をするバッテリ１５と、駐輪場に設けられた図外の充電装置から延設された供給部１７に接続自在とされているコネクタ１４と、このコネクタ１４を車体１０ａに支持させる支持フレーム１３とを備えている。なお、コネクタ１４内にはコネクタ側端子１４ｃが設けられ、供給部１７の先端部分には供給部側端子（図示は省略）が設けられており、電動自転車１０を供給部１７の箇所まで移動させて、コネクタ１４と供給部１７とを接続させることでこれらの端子が互いに接続される。また、コネクタ１４とバッテリ１５とは、車体１０ａのフレームに沿って配設されている接続コード１８により互いに接続されており、コネクタ１４を供給部１７に接続させた場合には、これにより、このコネクタ１４および供給部１７を介して充電装置からの供給電気をバッテリ１５に充電することができる。

コネクタ１４は、前輪１９側の泥よけ２０の前端部２０ａ、すなわち前ホーク２１よりも前方に突出している泥よけ２０の部分の上方の位置で、かつ、ハンドル２２およびバスケット２３の下方となる高さに設けられている。このとき、コネクタ１４における供給部１７との接続口１４ａは、電動自転車１０の進行方向に向いた状態とされている。

コネクタ１４は、最も外側に位置する中空状の外フレーム１４ｇと、この外フレーム１４ｇ内に収容されている中空状の内フレーム１４ｂと、この内フレーム１４ｂ内に収容されているコネクタ側端子１４ｃとを有する構成とされている。なお、外フレーム１４ｇの前面と、内フレーム１４ｂの前面とが開口されて、上記の接続口１４ａが構成されている。

内フレーム１４ｂは、四角錐の頂部が切除された形状とされて供給部１７をコネクタ１４内に案内する案内部１４ｉと、箱型の箱型部１４ｈとがつながった構成とされている。この箱型部１４ｈと案内部１４ｉとの境界にはシャッタ１４ｅが設けられている。このシャッタ１４ｅは、箱型部１４ｈ側へと回動できるように、例えば、内フレーム１４ｂの下面に軸支されている（図示は省略）。

これにより、このシャッタ１４ｅは、供給部１７をコネクタ１４内に挿入しない時には、箱型部１４ｈと案内部１４ｉとの境界部を閉じており、供給部１７をコネクタ１４内に挿入する時には、供給部１７の先端側に設けられている板状の突出部１７ｂに押されてコネクタ１４の奥側へと回動し、前記境界部を開口するようにされている。したがって、コネクタ１４における箱型部１４ｈ内に雨などの水滴や塵芥などが入り込むことを防止している。

また、この内フレーム１４ｂの上部には、コネクタ１４を支持フレーム１３に取り付けるための取付部１４ｊが四箇所の位置に設けられており、それぞれの取付部１４ｊには取付片側丸孔１４ｄが形成されている。また、外フレーム１４ｇの上面における前記取付片側丸孔１４ｄに対応する四箇所の位置には外フレーム側丸孔１４ｋが形成されており、詳細は後述するが、この取付片側丸孔１４ｄおよび外フレーム側丸孔１４ｋを利用してボルト２４、ナット（図示は省略）によりコネクタ１４が支持フレーム１３に取り付けられている。

支持フレーム１３は、電動自転車１０におけるバスケット２３（詳細は後述）の背面および底面の形状に沿って湾曲して形成されているとともに、バスケット２３およびコネクタ１４が取り付けられる湾曲部１３ａと、それぞれの上端部が湾曲部１３ａの両端部にねじ接合され、かつ、それぞれの下端部がそれぞれの前ホーク２１のほぼ中央に形成されている取付片２１ａに取り付けられている一対の直部１３ｂとから構成されている。

この湾曲部１３ａの幅方向の長さは、コネクタ１４の幅方向の長さよりも大きく形成されている。これにより、コネクタ１４を支持フレーム１３に取り付けたときに、図１に示すように、このコネクタ１４の幅方向の両側方に支持フレーム１３が配設されるようにされている。なお、上記では、湾曲部１３ａと直部１３ｂとがねじ接合されている場合を示しているが、これに限らず、湾曲部１３ａと直部１３ｂとが一体に形成されている支持フレームを用いても良い。

湾曲部１３ａは、前後方向に形成されてバスケット２３およびコネクタ１４を車体１０ａに支持させる支持部１３ｃと、支持部１３ｃの前端から下向きに湾曲して形成されて一対の直部１３ｂの上端部とねじ接合されている下降部１３ｄと、支持部１３ｃの後端から上方向に湾曲して形成されている立ち上がり部１３ｅとを有する。

立ち上がり部１３ｅにおける上部のほぼ中央の部分には平板部１３ｆが形成されており、この平板部１３ｆには二箇所に丸孔１３ｇが形成されている。
支持部１３ｃには、幅方向の一方側から他方側にかけて、コネクタ１４を取り付けるための二枚のコネクタ取付プレート２７が架設された状態で溶着されており、このコネクタ取付プレート２７のそれぞれに二箇所ずつの丸孔２７ａが形成されている。

また、上述のように、下降部１３ｄは、一対の直部１３ｂのそれぞれの上端部とねじ接合されており、それぞれの直部１３ｂの下端部が電動自転車１０の前ホーク２１の取付片２１ａにねじ止めされている。

また、図１〜図３に示すように、バスケット２３の背面には、平面視してＣ字形状の嵌合部２３ａがねじ止めされて設けられており、この嵌合部２３ａは、後述するバスケット取付片３４を嵌合可能とされている。また、バスケット２３の底面には二箇所の丸孔２３ｂが形成されている。

なお、車体１０ａのヘッドパイプ２５から前方に突出してバスケット取付部２６が設けられ、また、バスケット取付部２６の前方には、バスケット２３における嵌合部２３ａに嵌合されるバスケット取付片３４が配置されている。そして、バスケット取付部２６に形成されている丸孔２６ａと、立ち上がり部１３ｅの平板部１３ｆに設けられている丸孔１３ｇと、バスケット取付片３４に形成されている丸孔３４ａとにわたってねじがねじ込まれ、これによって、バスケット取付部２６に支持フレーム１３とバスケット取付片３４とが固定されている。

上記のように構成された支持フレーム１３、コネクタ１４およびバスケット２３において、外フレーム１４ｇ内に内フレーム１４ｂが配置された状態で、コネクタ取付プレート２７の丸孔２７ａ、外フレーム１４ｇの外フレーム側丸孔１４ｋ、および取付片１４ｊの取付片側丸孔１４ｄにボルト２４が通され、このボルト２４にナット（図示は省略）がねじ合わせられることでコネクタ１４が支持フレーム１３に取り付けられている。

また、二つのコネクタ取付プレート２７のうち、車体１０ａの前方側に設けられているものと、外フレーム１４ｇとの間には、このコネクタ取付プレート２７に交差するバスケット取付プレート３５が配置されており、このバスケット取付プレート３５に設けられている二箇所の丸孔３５ａと、バスケット２３の丸孔２３ｂとを利用して、ボルト、ナットにより（図示は省略）このバスケット取付プレート３５とバスケット２３の底面とが共締めされている。

さらに、バスケット取付片３４にバスケット２３における嵌合部２３ａが嵌合されている状態で、バスケット取付部２６の丸孔２６ａ、立ち上がり部１３ｅにおける平板部１３ｆの丸孔１３ｇ、およびバスケット取付片３４の丸孔３４ａにボルト２９が通されて、このボルト２９にナット３０がねじ合わせられることで、支持フレーム１３およびバスケット２３が車体１０ａに取り付けられている。

電動自転車１０を駐輪させる駐輪場には駐輪装置１２が設けられており、この駐輪装置１２は、電動自転車１０を所定の位置まで案内させ、かつ、電動自転車１０の前輪１９および後輪２８の幅方向の動きを規制してこれらの車輪の向きを進行方向に合わせるガイドレール１２ａと、このガイドレール１２ａの一端部に垂直に設けられ、案内された電動自転車１０の前輪１９が接触することで電動自転車１０の進行方向の動きを規制する位置規制体１２ｂと、この位置規制体１２ｂから電動自転車１０側に向けて突出して設けられ、前輪１９を左右から挟み込むことでこの前輪１９を幅方向に対して支持し、電動自転車１０を立ち姿勢に保持する一対の自転車保持部１２ｃと、位置規制体１２ｂの上部に設けられている供給部支持手段１１とを備えている。

供給部支持手段１１から電動自転車１０側に向けて突出した状態で供給部１７が設けられており、この供給部１７は、電動自転車１０におけるコネクタ１４と同じ高さに設けられている。この供給部１７の先端部には、上述したように板状の突出部１７ｂが設けられており、供給部側端子を塵芥などから保護するとともに、コネクタ１４との接続時において、コネクタ１４におけるシャッタ１４ｅと接触してこのシャッタ１４ｅをコネクタ１４の奥側に回動させることができる。

上記の構成において、電動自転車１０に搭載された状態のバッテリ１５に充電するには、図２に示すように、例えば、使用者が、駐輪装置１２におけるガイドレール１２ａ上に電動自転車１０の前輪１９および後輪２８を乗せ、このガイドレール１２ａに沿って、前輪１９が位置規制体１２ｂに接触するまで電動自転車１０を前進させる。

このとき、電動自転車１０がガイドレール１２ａによって幅方向に対して位置規制されているとともに、供給部１７が取り付けられている高さが電動自転車１０におけるコネクタ１４の高さに対応していることから、電動自転車１０をガイドレール１２ａに沿って前進させるだけで、図４に示すように、電動自転車１０におけるコネクタ１４内に充電装置１１における供給部１７を入り込ませることができる。これにより、コネクタ１４のコネクタ側端子１４ｃと供給部１７の供給部側端子とを接続させ、電動自転車１０に搭載されているバッテリ１５に、充電コードを用いる場合のような手間をかけることなく充電を行わせることができる。

また、このとき、電動自転車１０側のコネクタ１４の位置と駐輪装置１２側の供給部１７の位置とが若干ずれていても、コネクタ１４に案内部１４ｉが設けられていることにより、図示は省略するが、内フレーム１４ｂ内に挿入される供給部１７をこの案内部１４ｉの内面に沿って所定の位置、すなわちシャッタ１４ｅの位置に案内することができ、供給部１７における供給部側端子をコネクタ１４におけるコネクタ側端子１４ｃに確実に接続することができる。

さらに、このとき、コネクタ１４と供給部１７とが接続された状態の電動自転車１０は、供給部支持手段１１によって固定されている供給部１７がコネクタ１４に接続されることで前輪１９側の動きが規制されることや、ガイドレール１２ａおよび一対の自転車保持部１２ｃにより前輪１９および後輪２８の幅方向の動きが規制されることからこの接続状態の姿勢、すなわち駐輪姿勢に保持される。

このような電動自転車１０が走行中などに転倒した場合に、例えば、図６〜図８に示したような、車体の左側または右側にコネクタ４が突出した状態で設けられている電動自転車１であれば、コネクタ４が突出して設けられている分、コネクタ４側に転倒したときにはコネクタ４が路面と当接しやすくなり、コネクタ４が損傷しやすくなる。

しかし、本発明の実施の形態の電動自転車１０のような、コネクタ１４を前輪１９の泥よけ２０における前端部２０ａの上方の位置に、かつ、ハンドル２２およびバスケット２３の下方の高さに設けた構成であれば、コネクタ１４が車体の幅方向の中央に位置するように設けられている、すなわちコネクタ１４が車体の左側または右側に突出していない状態で設けられているので、図５に示すように、転倒時にコネクタ１４が路面３１に当接することを抑制することができる。これにより、車体の左側または右側にコネクタを有する電動自転車がコネクタ側に転倒した場合に比べて、転倒時にコネクタ１４が損傷することを最小限に抑えることができる。

また、電動自転車１０が転倒した際に、仮想線にて示す路面上の障害物３３がコネクタ１４に当接しかかった場合であっても、支持フレーム１３における湾曲部１３ａの幅方向の長さがコネクタ１４の幅方向の長さよりも大きく形成されて、コネクタ１４の幅方向の両側に支持フレーム１３が配設されていることにより、この支持フレーム１３に障害物３３を当接させてコネクタ１４を保護することができ、コネクタ１４の損傷を避けることができる。

また、コネクタ１４を前輪１９の泥よけ２０における前端部２０ａの上方の位置に設けたことにより、走行時に車輪が巻き上げる塵芥がコネクタ１４側に飛散することをこの泥よけ２０により防止することができる。したがって、コネクタ１４に塵芥が付着することを防止できる。

また、このコネクタ１４がバスケット２３の下方の位置に設けられていることにより、バスケット２３がこのコネクタ１４全体を上方から覆う役割を果たすので、例えば、雨などの水滴がコネクタ１４内に進入することを、バスケット２３の下部にコネクタ１４が設けられていない場合に比べて効果的に抑制することができる。

さらに、例えば、図４の仮想線にて示すように直部１３ｂの下端部が前輪１９のハブ軸３２に取り付けられる場合に比べ、供給部１７側からコネクタ１４側に作用する接続時の衝撃力の方向に対する直部１３ｂの傾きを小さくすることができる。したがって、このときの衝撃力をより効果的かつ十分に受けることができる。また、直部１３ｂの下端部が前輪１９のハブ軸３２に取り付けられる場合に比べ、直部１３ｂの長さを短くすることができ、走行時などにおいてコネクタ１４に幅方向の力が作用したときに、このコネクタ１４が幅方向に対してぶれることを抑制することができる。したがって、コネクタ１４を強固に支持することができる。

なお、上記においては、コネクタ１４が前輪１９の泥よけ２０の前端部２０ａの上方の位置で、かつ、バスケット２３の下方の位置に設けられている場合を説明したが、車体の前側にバスケット２３が無いような、例えばスポーツタイプの車体の場合であっても、前輪１９の泥よけ２０の前端部２０ａの上方の位置で、かつ、ハンドル２２の下方となる位置にコネクタ１４を設けることで、車体の転倒時におけるコネクタ１４の損傷を抑制することができる。

また、上記においては、使用者が、駐輪装置１２におけるガイドレール１２ａ上に電動自転車１０の前輪１９および後輪２８を乗せ、電動自転車１０をこのガイドレール１２ａに沿って所定の位置まで前進させることで、コネクタ１４と供給部１７とを接続する場合を説明したが、これに限らず、例えば使用者が、電動自転車を所定の位置まで搬送する自動搬送装置に電動自転車を配置し、その後、この自動搬送装置により、前記配置された電動自転車を駐輪装置における所定の位置、すなわち電動自転車の前輪が位置規制体に接触する位置まで自動搬送させ、これにより、コネクタと供給部とを接続してもよい。このようにすれば、本発明の電動自転車およびその充電設備を自動駐輪設備などに適用することもできる。

さらに、上記においては、前輪１９側にコネクタ１４が設けられている場合を説明したが、これに限らず、図示は省略するが、後輪側における泥よけの上方の位置にコネクタを設け、電動自転車を後退させることでコネクタに供給部を接続させても良い。

本発明の電動自転車は、車載されたバッテリに充電するためのコネクタが備えられた電動車両や、この電動車両を駐車する際に、電動車両に搭載されたバッテリに充電することができる駐車装置などにも有用である。

本発明の実施の形態の電動自転車の正面図同電動自転車および駐輪装置の右側面図同電動自転車における支持フレームおよびコネクタの取り付けを表す分解斜視図同電動自転車の充電中の状態を示す右側面図同電動自転車が転倒している状態を示す正面図従来の電動自転車の充電方式の一例を示す図従来の電動自転車の充電方式の一例を示す図従来の電動自転車の充電方式の一例を示す図

符号の説明

１０電動自転車
１４コネクタ
１５バッテリ
１９前輪
２０泥よけ
２０ａ前端部

Claims

車載されたバッテリに充電するためのコネクタを備え、前記コネクタが、車両を移動させることにより車外の充電装置に接続自在とされた電動自転車であって、
前記コネクタが、前輪側の泥よけと前輪側のバスケットとの間に設けられ、
前輪側のバスケットを支持する支持フレームが、前記コネクタの左側方および右側方に配設されていることを特徴とする電動自転車。
前輪側のバスケットを支持する支持フレームは、コネクタを泥よけの上方の位置に支持し、前記支持フレームの端部が前ホークに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。