JP4479977B2 - バッテリ交換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ交換装置に関し、特に、電動機を駆動源とする電動車両に搭載されるバッテリの充電および貸出し等を集中して管理するのに好適なバッテリ交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、人の脚力を補助するため、電動機を補助動力源として搭載した自転車(以下、「電動アシスト自転車」という)が利用されている。この電動機には、充電を繰り返して再使用することができるニッケル−カドミウム電池等のバッテリが電源として使用される。
【0003】
ところで、電動アシスト自転車のユーザがバッテリを個人的に所有した場合、充電等の管理を自己で行わなければならない煩わしさがある。この煩わしさを解消するため、バッテリの充電を集中して管理するシステムが考えられる。例えば、電動アシスト自転車のユーザが、集中管理されているバッテリを借り受けて使用し、バッテリが消耗したならば、そのバッテリを返却してフル充電されたバッテリを新たに借り受けるバッテリ交換システムが考えられる。
【0004】
特開平10−293874号公報には、登録されたユーザに対して、バッテリの貸出しおよび返却を自動的に行うバッテリ交換装置が開示されている。このようなバッテリ交換装置を随所に配備することにより、ユーザは充電や保管等のバッテリ管理の煩わしさから解放されるだけでなく、バッテリ消耗を気にすることなく広い範囲で電動アシスト自転車を利用することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにバッテリの自動交換装置が配備されていると、利便性が増す一方、多数の人がこの交換装置を利用するようになるため、不特定の人がバッテリ交換装置を容易に取扱えることが求められる。特に、バッテリ交換装置内に収納されている比較的重量の大きいバッテリを取出す際の操作性の向上が課題である。
【0006】
本発明は、上述の課題を解決し、バッテリの取出しが容易となるように構成されたバッテリ交換装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、略四角柱形状のバッテリを長手方向で収納することができる有底筒状体であって、バッテリを保持する奥部分、および該奥部分から前記筒状体の開口部側に広がり、収納されたバッテリの一端が突出するように形成された膨出部分からなる収納部を具備した点に第1の特徴がある。
【0008】
また、本発明は、バッテリを前記有底筒状体の底部近傍に保持させるロック手段と、前記ロック手段を解除して、前記バッテリを隣接する他のバッテリよりも前記開口部側へ突出させるロック解除手段とを具備した点に第2の特徴がある。
【0009】
さらに、前記有底筒状体は、上下および水平方向にそれぞれ複数個ずつ配列されていて、上下または水平方向に配列された複数の有底筒状体に共通の扉を具備した点に第3の特徴がある。また、さらに、本発明は、収納されるバッテリの横断面形状は略長方形であり、その短辺が手のひらサイズである点に第4の特徴がある。
【0010】
第1の特徴によれば、収納されたバッテリの一端が膨出部分に突出されているので、この一端をつかんで、バッテリをバッテリ交換装置に容易に出入することができる。特に第2の特徴によれば、ロック解除手段でロックを解除すればバッテリは、隣接する他のバッテリよりも突出されるので、より一層つかみ易い。また、第3の特徴によれば、複数の収納部のうち必要に応じて列単位または段単位で扉を開放してバッテリを出入れすることができる。さらに、第4の特徴によるバッテリのように一端をつかんで利用するバッテリにおいて、好適にバッテリ交換装置への出入れ作業性が向上される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るバッテリ交換装置を示す正面図、図2は同側面断面図である。図において、バッテリ交換装置1は、外形が直方体をなす筐体からなる。この筐体は、複数のバッテリ2、コントローラ(電源装置および制御装置からなる)3とを収容するスペースを有する本体1aと、本体1aに対して開閉自在な蓋体1bとからなる。なお、バッテリ2は複数のバッテリセルを樹脂等のケース内に装填したバッテリパックとして構成される。
【0012】
本体1aには、バッテリ2を1つずつ収納した収納部としてのスロット4が設けられており、スロット4はそれぞれ横に6列、縦に5段設けられている。すなわち、本実施形態のバッテリ交換装置1は合計30個のバッテリを同時に収容可能である。スロット4はバッテリ2の保持機構(詳細は後述)5を有している。スロット4の底部つまり奥の壁面にはバッテリ充電のための端子6が設けられていて、この端子6は充電器7に接続されている。
【0013】
スロット4はバッテリ2が挿入されたことを検出するセンサ手段(後述のリミットスイッチ56)を有していて、バッテリ2の挿入が検出されたならば充電器7を付勢して該バッテリ2の充電を行う。バッテリ2の検出、充電の開始指示等は前記コントローラ3によって実行できる。コントローラ3の制御装置は、バッテリ2の充電が完了した場合、どのスロット4に充電済みバッテリが収納されているかが認識できるレジスタを含む制御手段を有している。このレジスタの内容によって後述の表示手段による充電バッテリ表示が行われる。なお、充電器7は個々のスロット4にそれぞれ別個に設けるのではなく、例えば、3つのスロットで1つの充電器7を共用することができる。
【0014】
本体1aの上部背面には排気用のファン8が設けられている。バッテリ交換装置1に空調手段を設けると、そのために大きいスペースをとることになり、屋内での使用に適しない。そこで、本実施形態では、スペースを大きくとる空調手段を用いず、ファン8で外気(設置場所の雰囲気)との換気をするだけにした。その結果、後述のようにバッテリ交換装置1の小型化が達成されている。
【0015】
蓋体1bには、スロット4の配置に対応して横長の窓9が5段設けられていて、この窓9には6列のスロット4の前面を一体的に覆う共通の扉10が設けられている。扉10は透明の樹脂板で形成でき、上部に設けたヒンジ11によって開閉自在に支持されている。窓9の縁には、扉10を閉じたときにこの扉10の下端部裏面が当接するストッパ12が設けられている。ストッパ12は緩衝機能があるゴム等の弾性材料であるのが好ましい。また、窓9には各スロット4に対応して表示灯(例えばLED)13が設けられていて、この表示灯13が点灯又は点滅しているスロット4およびこのスロット4に収容されているバッテリ2に関してユーザがアクセス可能である。図1においては図の繁雑を避けるため最下段のスロットについてのみストッパおよび表示灯を示す符号12,13を付している。
【0016】
バッテリ2を収納するスロット4は、上述の数に限らないのはもちろんである。また、窓9は横長に限らず、スロット4の列に合わせて縦長としてもよい。この場合、扉10も縦長となり、上下方向に伸びた回動軸を有するヒンジで支持するのがよいのはもちろんである。さらに、スロット4の数に応じて必要な数の窓9だけに開閉自在な扉10を設けることとし、スロット4の数が少ない場合は、使用しない窓9に蓋を取付けて塞いでおくようにしてもよい。そして、スロット4を増設した場合は、これに応じて、塞いであった窓9を開放し、そこに扉10を取付ければよい。
【0017】
蓋体1bの上部には表示パネル14が形成され、電源ランプ15、準備中表示器16、操作手順表示器17,18,19、カード返却ランプ20、およびカード使用残数表示器21が設けられている。準備中表示器16ならびに操作手順表示器17,18,19は、予めメッセージを書込んだ文字板と、この文字板を照射するランプとからなる。準備中表示器16には「準備中」の文字が、操作手順表示器17には「充電池を点灯の所に入れて下さい」の文字が、操作手順表示器18には「カードを入れて下さい」の文字が、操作手順表示器19には「点滅の所から充電池を取出して下さい」の文字がそれぞれ表示される。蓋体1bの最上段の窓9の側部にはプリペイドカードを挿入するための挿入口22が形成されている。挿入口22には、開閉自在な透明樹脂カバー22aを設けることができる。
【0018】
バッテリ交換装置1の下部には、脚23が設けられている。このバッテリ交換装置1の高さHは120cm、奥行Dは45cm、幅Bは72.5cmである。これらの寸法のうち、特に、高さHは、人間工学的にみたバッテリ2の出し入れ容易性や、コンビニエンスストア等の店舗に設置した場合の見通しの確保ならびに他の商品陳列台と共に配列したときの美観を考慮して決定するのが好ましく、120cmの前後10cmの範囲であるのが好ましい。
【0019】
次に、バッテリ交換装置1の動作について説明する。バッテリ交換装置1は、充電済みのバッテリ2がない場合は準備中表示器16をオンにして「準備中」の文字を表示している。充電済みバッテリ2を貸出しできる場合は、準備中表示器16をオフにして「準備中」の文字を消し、これに代わって操作手順表示器17をオンにして「充電池を点灯の所に入れて下さい」の文字を表示する。また、この表示と共に、空きスロット4に対応した表示灯13を点灯させる。空きスロット4が複数あるときは、それらのすべての表示灯13を点灯させてもよいし、各スロット4が平均して利用されるようにスロット4のうち1つを選択して表示灯13を点灯させてもよい。
【0020】
図3はバッテリ交換の処理を示すフローチャートである。この処理はコントローラ3内の制御装置(マイクロコンピュータを含む)によって実行される。ステップS1では、バッテリ2がスロット4に入ったか否かが判別される。バッテリ2が入れられたならばステップS2に進み、受入れたバッテリ2が純正なものかどうかをチェックする。バッテリ2が純正のものであって、かつ異常がない場合(ステップS3が否定)はステップS4に進む。なお、異常の際に点灯して注意を促す警告ランプを前記蓋体1bに設けることができる。
【0021】
ステップS4では操作手順表示器18をオンにして操作手順表示器17をオフにする。これによって、「充電池を点灯のところに入れて下さい」の文字は消え、代わりに「カードを入れて下さい」の文字が表示される。ステップS5では、プリペイドカードが前記挿入口22に挿入されたか否かを判断する。カードが挿入されたならばステップS6に進み、挿入されたカードのチェックを行う。具体的には、受入れたカードがバッテリ交換装置1に適合し、予定の貸出し条件に合致した適正なプリペイドカードであるか否かを判断し、正しいカードの場合に料金を減算して残数をカード使用残数表示器21に表示する。
【0022】
ステップS7では、操作手順表示器18をオフにし、操作手順表示器19をオンにする。これによって、「カードを入れて下さい」の文字は消え、代わりに「点滅の所から充電池を取り出して下さい」の文字が表示される。この「点滅の所から充電池を取り出して下さい」の文字の表示と共に、充電済みバッテリ2が収容されているスロット4に対応した表示灯13を点滅させる。
【0023】
充電済みバッテリ2が複数あるときは、それらのすべてに対応するスロット4の表示灯13を点滅させてもよいし、すべてのスロット4がまんべんなく利用されるように、例えばランダムにスロット4の1つを選択して表示灯13を点滅させてもよい。ステップS8では、バッテリ2が取り出されたか否かが判断される。バッテリ2が取出されたならばステップS9に進み、カード返却ランプ20をオンにしてカードを返却する。
【0024】
上述の例では、バッテリ交換装置1を利用するためにプリペイドカードを使用するようにしたが、予め登録ユーザにだけ発行されたIDカードが使用された場合にのみバッテリ2の交換をできるようにしてもよい。
【0025】
バッテリ交換装置1は複数台を集中して管理するようにしてもよい。図4は複数のバッテリ交換装置1を集中して管理するバッテリ・レンタルシステムの構成図である。バッテリ交換装置1はネットワーク24を介して管理装置25に接続されている。バッテリ交換装置1は、例えばコンビニエンスストア等に配備されており、管理装置25は複数台のバッテリ交換装置1を集中して管理している。ユーザはシステム提供者と契約してユーザ登録し、IDカードの発行を受ける。IDカードが使用された場合、バッテリ交換装置1はIDカードに記述された情報を認識し、管理装置25との通信によりユーザの個人情報をやり取りしてバッテリ2の受付け(返却)や貸出しを行う。このようなバッテリ・レンタルシステムについては本出願人による先願(特開平10−293874号)に詳述されている。また、プリペイドカードやIDカードに限らず、現金を受付けてバッテリ交換に応じるようにしてもよいのはもちろんである。
【0026】
図5は、バッテリ2の斜視図であり、図6はバッテリ2の正面図、図7は同底面図である。これらの図において、バッテリ2は複数のバッテリセル(図示せず)、およびバッテリセルを収容した略直方体のバッテリパック26を有している。バッテリパック26は、その長手方向に沿った割面27で2分割されたパック部分26R,26Lからなり、これらパック部分26R,26Lは割面27を境に対称形状に形成されている。パック部分26R,26Lの形状を割面27に対して対称とすることにより、例えば、パック部分26R,26Lを成型するときの型の設計が容易になる。
【0027】
バッテリ2の正面には、バッテリセルの正極および負極にそれぞれ接続される端子28,29が、前記割面27に対して対称位置に露出して配置されている。バッテリパック26の正面寄り頂部にはスロット4に設けられるロック装置(後述する)に係合する係合穴30が形成されている。また、バッテリ2をスロット4に収容するときのスロット4の壁面との摺動性、および収容した後の安定性を確保するため、バッテリパック26の底面には長手方向に延びた2条の筋状凸部31が形成されている。
【0028】
パック部分26R,26Lはネジ孔32,33を利用してボルト33A(図7)で一体に組み付けることができる。溝34は持ち運びの際の手掛かりとなり、把持操作性の向上に貢献する。また、バッテリパック26の横断面形状の寸法は、人が手でつかみ易いように、いわゆる手のひらサイズに設定されているのがよい。例えば、正面から見たときの高さhは約80mmであり、幅bが手のひらサイズの約55mmである。
【0029】
バッテリパック26を横に貫通した孔35は、バッテリ2を電動アシスト自転車に搭載したときに、鍵の一部をなすワイヤまたはロープ部分を通すのに利用できる。また、バッテリパック26の角に形成された段部分36はバッテリ2を電動アシスト自転車に搭載したときに、バッテリ2を車体に固定するのに利用される引掛部となる。バッテリ2を電動アシスト自転車に搭載した例は図17等に関して後述する。バッテリパック26の底面には、前記筋状凸部31で挟まれた領域にバッテリ2の種類、製造者名、取扱注意表示等を記載したシール(意匠シール)37が貼付けられている。このシール37は筋状凸部31間に貼ることにより、スロット4内への挿入や取出しの際に筋状凸部31で保護され、傷みにくいという利点がある。
【0030】
バッテリパック26の形状をさらに説明する。なお、パック部分26R,26Lは対称形状であるので、パック部分26Rで代表して説明する。図8はバッテリパック26のパック部分26Rの側面図、図9は同内面図、図10は要部断面(図9のA−A断面)図であり、図5と同符号は同一部分を示す。特に、図9および図10において、パック部分26Rの内面にはリブ38が設けられ、パック部分26Rの補強、収容されるバッテリセル39の位置決め、および緩衝に供することができる。なお、リブ38の形状はこれに限定されない。
【0031】
図9において、バッテリセル39は一部のみを想像線で示しているが、さらに図示した数以上のものが、例えば熱収縮性チューブ等で一体に形成されてバッテリパック26に装填されている。パック部分26Rの正面側の壁面には前記端子29を固定するための多段の溝40が形成されている。
【0032】
バッテリ2の端子近傍をさらに説明する。図11はバッテリパック26の要部正面図であり、図12はバッテリパック26の要部断面図である。端子28,29は樹脂製のアタッチメント41に所定の間隔を保持して組付けられている。端子28,29にはネジ部があり、このネジ部にはバッテリセル39との接続のためのケーブル39a,39bを締結するためのナット42が螺装されている。
【0033】
アタッチメント41はパック部分26R,26Lの多段溝40に嵌合され、両者に挟まれて固定される。端子28,29の端部はパック部分26R,26Lの孔から外側に臨んでいる。なお、バッテリセル39とパック部分との間にはゴム等の弾性材料からなるクッション39cが配設されている。バッテリパック26には、スロット4のロックロッド(後述)と係合される係合穴30が形成されるほか、この係合穴30が形成されている面とは反対側の面にもうひとつの係合穴30Aが形成することができる。これら係合穴30,30Aの機能については後述する。
【0034】
次に、スロット4の構造を説明する。図13は、バッテリ保持機構を含むスロット4の側面図、図14はスロット4の要部横断面図、図15はスロット4の内面を示す透視図である。これらの図において、スロット4にはバッテリ2の挿入が容易となるようにテーパ43aを施した入口部材43が設けられ、この入口部材43は板金加工によって形成されたスロット本体44に、ボルト43bで固定されている。スロット本体44は、バッテリ2を収容するスペースを確保するための下板44aおよび上板44bからなる。上板44bはバッテリ保持機構5を搭載するベースを兼ねている。上板44b上には上下動自在なロックロッド45と、ロックロッド45を上下動させるアーム46と、アーム46を一方に付勢するソレノイド47と、アーム46をソレノイド47による付勢方向とは逆方向に付勢する引張コイルばね48とを有する。
【0035】
ロックロッド45は部材49,50によって上下動自在に支持されており、アーム46はピボット軸51aによって部材51に回動自在に支持されている。アーム46の一端はフォーク状に二叉になっていて、その二叉がロックロッド45のピン45aに係合している。アーム46の他端には引張コイルばね48の一端が引掛けられていて、引張コイルばね48の他端は部材52に引掛けられている。ピボット軸51aと引張コイルばね48一端の引掛部との中間部には連結ロッド53の一端が引掛けられていて、連結ロッド53の他端はソレノイド47のプランジャ54に引掛けられている。
【0036】
部材52にはピボット軸55aで支持された揺動板55が設けられている。この揺動板55の一端はリミットスイッチ56のアクチュエータ56aに当接可能に設定されており、他端はスロット4に挿入されたバッテリ2の上面に当接可能に設定されている。揺動板55の前記他端はねじりコイルばね57でバッテリ2側に付勢されている。
【0037】
上板44bに対して摺動自在なプレート58が設けられていて、このプレート58にはその立板58aを貫通してシャフト59が係合されている。シャフト59の両端は上板44bの側板60に設けられた長孔60aに係合している。シャフト59の、前記長孔60aから外方に突出した部分にはブラケット61の一端が結合されている。ブラケット61の他端には、スロット4を横断するように下板44aを貫通しているプッシュバー62が結合されている。プッシュバー62は下板44aの側板に穿たれたガイド溝63によってバッテリ2の出し入れ方向に移動可能に案内されている。
【0038】
上板44bに固定されたプレート64の一方の立板64aには前記リミットスイッチ56が取付けられている。プレート64の他方の立板64bには引張コイルばね65の一端が引掛けられており、引張コイルばね65の他端はシャフト59に引掛けられている。引張コイルばね65の作用によって、プレート58はスロット4の開口側に付勢されている。スロット4の底部つまり奥には端子板66が設けられ、この端子板66には前記充電器7に接続される端子6,6(図15)が埋設されている。なお、バッテリ2が挿入されてバッテリ2の端子28,29が端子6,6に接触する位置に達したとき、ロックロッド45が下方向に偏倚してバッテリ2の係合穴30に係合できるように、プレート64には落とし孔58cが形成されている。
【0039】
動作時、バッテリ2が挿入されていない時は、ソレノイド47が付勢されていて、プランジャ54がソレノイド47内に引き込まれている。そのため、アーム46は図13において時計方向に回動し、ロックロッド45は上方に引き上げられている。ロックロッド45が引き上げられているときは、プレート58とロックロッド45の係合が解除されており、プレート58は引張コイルばね65に引っ張られて図13において左方向に偏倚している。これにより、ブラケット61を介してプレート58に結合されているプッシュバー62は、ガイド溝63内でスロット4の開口寄りに偏倚されている。
【0040】
バッテリ2がスロット4内に挿入されると、バッテリ2の端面(前記端子28,29が配置されている面)がプッシュバー62に当接して、プッシュバー62はスロット4の奥の方へ押しやられる。一方、バッテリ2が挿入されることにより、バッテリ2の上面がアクチュエータ56aに当接してこれを上方に押し上げるため、リミットスイッチ56がオンになる。このリミットスイッチ56のオン動作は前記コントローラ3で認識され、コントローラ3はソレノイド47の付勢を停止する信号を出力する。この信号に応答してソレノイド47の付勢が停止されると、アーム46は引張コイルばね48に引張られて反時計方向に回動し、ロックロッド45は下方に付勢される。但し、プッシュバー62がスロット4の奥へ押しやられ、この動きに伴ってプレート58が所定位置へ偏倚するまでは、プレート58の上面にロックロッド45の下端面が当接するので、ロックロッド45はそのストロークの下端に至らず、途中でとどまっている。
【0041】
プッシュバー62がスロット4の奥へ押しやられ、それによってプレート58がプッシュバー62と同方向に偏倚し、バッテリ2の端子28,29が端子6,6にそれぞれ接触したときに前記落とし孔58bを貫通してロックロッド45は下方に落下する。こうしてバッテリ2の係合穴30にロックロッド45の下端が係合してバッテリ2はスロット4内にロックされる。
【0042】
バッテリ2がスロット4内に挿入されると、コントローラ3は充電器7を付勢して当該バッテリ2の充電を開始する。バッテリ2が充電され、ユーザがバッテリ2をスロット4から取出す準備ができると、コントローラ3の指示によりソレノイド47が付勢されてロックロッド45が上方に引き上げられ、ロックが解除される。その結果、プッシュバー62は引張コイルばね65で引っ張られてバッテリ2をスロット4から押し出すように作用する。
【0043】
図16はスロット4の形状を模式的に示した断面図である。この図のように、スロット4はバッテリ2が支持される奥部分4aと、バッテリ2が突出していて、ユーザが手で掴み易いように形成された膨出部分4bとからなり、この膨出部分4bは入口部材43から前方方向つまり前記扉10寄りへ開口されている。図中鎖線で示したように、バッテリ2はプッシュバー62による押し出し動作によって扉10方向に突出される。
【0044】
上記押し出し動作により、バッテリ2の先端つまりスロット4から外に臨んでいる部分が他のスロット4のバッテリ2より前方に突出するのでユーザの取り出し操作は容易になる。また、前記膨出部分4bにより、バッテリ2の断面形状が手のひらサイズであることも相俟ってその端部はをより一層つかみ易くなっている。
【0045】
次に、上記バッテリ2を搭載した電動アシスト自転車を説明する。図17,図18および図19は、いずれも電動アシスト自転車の右側面図であり、互いに同符号は同一または同等部分を示す。図17において、車体フレーム67は、その前端のヘッドパイプ68と、ヘッドパイプ68から後下がりに延びるダウンパイプ69と、ダウンパイプ69の下端近傍に結合されたリアフォーク70と、ダウンパイプ69の下端に結合され、後上方に立ち上がるシートポスト71とを有する。前記ヘッドパイプ68にはフロントフォーク72が操舵可能に支承され、フロントフォーク72の下端には前輪73が軸支されている。フロントフォーク72の上端にはハンドル74が結合されている。
【0046】
シートポスト71にはこのシートポスト71に対して伸縮自在に嵌合された支持軸75が設けられ、かつ支持軸75の上端にはシート76が装着されている。シートポスト71の上端から後下がりにステー77が延び、このステー77とリアフォーク70との交差部は一体的に結合されて後輪78の軸受を形成している。
【0047】
シートポスト71とダウンパイプ69との交差部には車体の左右に延びた軸受パイプ(図示せず)が結合されていて、この軸受パイプを貫通したクランク軸にはペダル79および前スプロケット80が設けられている。ペダル79は車体左側にも設けられているのはもちろんである。後輪78の中心には後スプロケット81が連結され、前スプロケット80および後スプロケット81間にはチェーン82が架けられている。
【0048】
電動アシスト自転車にはペダル79にかかる踏力を補助するための動力を与える電動機を含むパワーユニット86が設けられ、その電動機の出力軸83が前スプロケット80後方に隣接して配置されている。出力軸83に結合されたアシストスプロケット84には、その上部に載るようにチェーン82が架けられている。チェーン82の張力は張力調節スプロケット85の位置を変化させることによって調節される。パワーユニット86はリアフォーク70に溶接等で固定されたブラケット70aとダウンパイプ69の下端に溶接等で固定されたブラケット(図示せず)にボルト締めされて結合されている。
【0049】
シートポスト71には、後輪78との間のスペースにバッテリ受87が溶接されている。バッテリ受87は皿状に形成されていてバッテリ2が前記端子28,29を下にしてシートポスト71に沿って縦長で収まっている。シートポスト71には、さらにバックル88とバックル88に連結された止め輪89が設けられている。止め輪89をバッテリ2の上端部角の前記段部分36に引掛け、かつバックル88を回動させることによってバッテリ2の上端がシートポスト71に確実に固定される。
【0050】
バッテリ2の下端には前記端子28,29と接続する接点を含む給電部90が設けられていて、この給電部90を通じてパワーユニット86に電力が供給される。チェーン82上側を覆うチェーンカバー91は、さらに前スプロケット80およびアシストスプロケット84を全体的に覆うように形状が設定されている。バッテリ受87にはバッテリパック26に穿たれた貫通孔35に適合する孔92が形成されているので、この孔92およびバッテリパック26の貫通孔35に鍵の一部をなすワイヤまたはロープ部分を通し、それを後輪78にかけ渡して施錠することにより、電動アシスト自転車の盗難だけでなくバッテリ2の盗難防止が図られる。
【0051】
図18において、バッテリ受87はシートポスト71の前方に固定されていて、バッテリ2はシートポスト71前方に位置している。このように、シートポスト71後方に設置スペースが確保できない車体フレームにおいてもバッテリ2を搭載することができる。また、チェーンカバー91は前スプロケット80についてはその一部(上部)のみを覆うような形状に設定されている。
【0052】
図19においては、ダウンパイプ69はシートポスト71の中間部に端部が突合わされて結合されている。そして、リアフォーク70はシートポスト71の下端部つまりクランク軸付近から後方に延びている。このような車体フレーム67の構造では、パワーユニット86を前スプロケット80の後方に配置するスペースの確保が困難である。そこで、パワーユニット86は前スプロケット80よりも前方に配置して、アシストスプロケット84は前スプロケット80より前方でチェーン82に巻き架けられるようにしている。このようなパワーユニット86の配置を実現するため、パワーユニット86の一部はダウンパイプ69の下部に溶接されたブラケット93を介して車体フレーム67に結合されている。
【0053】
車体フレーム67に対するパワーユニット86の取付態様をさらに説明する。図20は電動アシスト自転車の要部を示す図17の要部拡大図であり、図17と同符号は同一部分である。チェーンカバー91は取り除いてある。図20において、パワーユニット86は電動機94を内蔵しており、この電動機94の回転は図示しない伝達機構を介して出力軸23に伝達される。ケーシング95にはボス96,97が外方に張出すようにして形成されている。ボス96はリアフォーク70に設けられたブラケット70aにボルト・ナット98で結合され、ボス97はダウンパイプ69およびシートポスト71を結合している軸受パイプ99から下方に突出したブラケット100にボルト・ナット101で結合されている。
【0054】
パワーユニット86は、種々想定される車体フレームの型に対応できることが製造上好ましい。そこで、共通の「型」を使用してケーシング95を製造し、かつ種々の車体フレームに適合して取り付けられるようにした。すなわち、ボス96,97に形成されるボルト孔の距離をSとしたとき、これら双方のボルト孔から距離Sの位置にボルト孔が位置するように第3のボス102を想定する。そして、これらのボスのいずれを成品に残すかは、取付けられる車体フレームの型に応じて決定する。このように製造の「型」を設定することにより、多様な取付け態様にも対応できる種々のケーシングを容易に製造できる。
【0055】
張力調節スプロケット85は、ケーシング95にピボット軸103で軸支されたレバー104に取付けられている。レバー104は図示しないばね手段により、図中反時計方向に回動付勢されており、これによって、張力調節スプロケット85が回動し、チェーン82に適当な張力が付与されている。
【0056】
上述の実施形態では、バッテリ2を電動アシスト自転車に搭載した。しかし、このバッテリ2はこれに限らず他の電気製品、例えば、ポータブルのカセットデッキやCDプレーヤに使用できる。これらの電気製品の電源として使用する場合、バッテリ2とこれら電気製品の入力端子とを接続するためのアダプタが必要となる。そして、このアダプタをバッテリ2に確実に結合させるときに前記係合穴30,30Aが有用である。
【0057】
すなわち、図12において、係合穴30,30Aを利用してアダプタ105をバッテリパック26に保持させることができる。アダプタ105は、このアダプタ105がバッテリパック26に結合されたときに前記端子28,29と接触する端子(図示せず)を有していて、この端子から引出されたコード106を通じてバッテリ2を電気製品に接続することができる。
【0058】
こうして、バッテリ2は電動アシスト自転車およびその他の電気製品で共用できるので、例えば、電動アシスト自転車を使用したサイクリング先で、電動アシスト自転車からバッテリを外して音響製品に電力を供給し、野外等で容易に電源が得られないときにも音楽を楽しむことができる。
【0059】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1ないし請求項4の発明によれば、有底筒状の収納部にバッテリを受入れて充電を行うバッテリ交換装置に対するバッテリの出入れが容易である。したがって、バッテリ出入れのためにバッテリに取手をつける等の構造上の付加が不要となって外部形状が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るバッテリ交換装置の正面図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係るバッテリ交換装置の側面断面図である。
【図3】 バッテリ交換のフローチャートである。
【図4】 バッテリ・レンタルシステムの構成図である。
【図5】 バッテリの斜視図である。
【図6】 バッテリの正面図である。
【図7】 バッテリの底面図である。
【図8】 バッテリパックのパック部分の側面図である。
【図9】 パック部分の内面図である。
【図10】 図9のA−A断面図である。
【図11】 バッテリパックの要部正面図である。
【図12】 バッテリパックの要部断面図である。
【図13】 スロットの側面図である。
【図14】 スロットの要部横断面図である。
【図15】 スロットの内面を示す透視図である。
【図16】 スロットの形状を模式的に示した断面図である。
【図17】 電動アシスト自転車の右側面図である。
【図18】 電動アシスト自転車の右側面図である。
【図19】 電動アシスト自転車の右側面図である。
【図20】 電動アシスト自転車の要部を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
1…バッテリ交換装置、 2…バッテリ、 3…コントローラ、 4…スロット、 5…バッテリ保持機構、 6…端子、 7…充電器、 9…窓、 10…扉、 11…ヒンジ、 12…ストッパ、 13…表示灯、 14…表示パネル、22…カード挿入口、 26…バッテリパック、 26L,26R…パック部分、 27…割面、 28,29…端子、 30,30A…係合穴、 31…筋状凸部、 35…貫通孔、 36…段部分、 37…意匠シール、 39…バッテリセル、 40…端子固定溝、 45…ロックロッド、 46…アーム、 47…ソレノイド、 56…リミットスイッチ、 61…ブラケット、 62…プッシュバー、 71…シートポスト、 86…パワーユニット、 87…バッテリ受、 88…バックル、 89…止め輪
Claims (8)
- 略四角柱形状のバッテリを収納することができる収納部、および該バッテリを充電する充電器を有するバッテリ交換装置において、
前記収納部が、前記バッテリを長手方向に挿入して収納することができる有底筒状体であって、バッテリを保持する奥部分、および該奥部分から前記筒状体の開口部側に広がり、収納されたバッテリの長手方向の一端面が突出するように形成された膨出部分からなり、
前記膨出部分の開口部側には、前記バッテリの長手方向の一端面と対向するように配置される扉が設けられ、
前記収納部の奥部分から前記扉までの空間に、扉に接触しない位置でバッテリが配置されており、
前記バッテリを前記有底筒状体の底部近傍に保持させるロック手段と、前記ロック手段を解除して、前記バッテリを隣接する他のバッテリよりも前記開口部側へ突出させるロック解除手段とを具備し、
前記収納部が、後方に向かって下方に傾斜しており、
前記ロック手段が、前記収納部と同一方向に傾斜すると共に該収納部と近接配置されており、
前記充電器は、前記収納部と同一方向に傾斜し、側面視で前記収納部の後方側で前記収納部の下面の延長面の上方かつ前記ロック手段の下方に配置されていることを特徴とするバッテリ交換装置。 - 前記収納部の底部にバッテリ充電のための端子が設けられていることを特徴とする請求項1記載のバッテリ交換装置。
- 前記有底筒状体は、上下および水平方向にそれぞれ複数個ずつ配列されていて、前記扉が、上下または水平方向に配列された複数の有底筒状体に共通であることを特徴とする請求項1記載のバッテリ交換装置。
- 前記扉が、透明の樹脂板から形成されていることを特徴とする請求項1記載のバッテリ交換装置。
- 前記ロック手段が解除されて突出したときのバッテリの位置は、前記扉の内側内に収まっていることを特徴とする請求項1記載のバッテリ交換装置。
- 略四角柱形状のバッテリを収納することができる収納部、および該バッテリを充電する充電器を有するバッテリ交換装置において、
前記収納部が、前記バッテリを長手方向に挿入して収納することができる有底筒状体であって、バッテリを保持する奥部分、および該奥部分から前記筒状体の開口部側に広がり、収納されたバッテリの長手方向の一端面が突出するように形成された膨出部分からなり、
前記膨出部分の開口部側には、前記バッテリの長手方向の一端面と対向するように配置される扉が設けられ、
前記収納部の奥部分から前記扉までの空間に、扉に接触しない位置でバッテリが配置されており、
前記バッテリを前記有底筒状体の底部近傍に保持させるロック手段と、前記ロック手段を解除して、前記バッテリを隣接する他のバッテリよりも前記開口部側へ突出させるロック解除手段とを具備し、
前記有底筒状体は、上下および水平方向にそれぞれ複数個ずつ配列されていて、前記扉が、上下または水平方向に配列された複数の有底筒状体に共通であり、
前記扉が、透明の樹脂板から形成されており、
交換するバッテリが挿入された後、挿入されたカードのチェックが行われ、予定の貸し出し条件に合致したカードと判断され、バッテリを取り出す準備ができると、コントローラの指示によりソレノイドが付勢されて、充電済みバッテリの前記ロック手段が解除されるように構成され、
前記ロック手段が解除されて突出したときのバッテリの位置は、前記扉の内側内に収まっており、
前記収納部が、後方に向かって下方に傾斜しており、
前記ロック手段が解除されると、前記バッテリが前記収納部の傾斜に沿って扉方向に突出するように構成されており、
前記ソレノイドは、そのプランジャの摺動方向が前記収納部と同一方向に指向するように配置されていることを特徴とするバッテリ交換装置。 - 収納されるバッテリの横断面形状は、高さが約80mm、幅が約55mmの略長方形であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のバッテリ交換装置。
- 前記収納部の奥部分の前端には、前記膨張部分側に拡大したテーパを設けた入口部材が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のバッテリ交換装置。
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