JP4780448B2 - 小型電動車両の充電器取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車輪を電動モータで駆動する小型電動車両の充電器取付構造に関し、特に、電動モータに電力を供給するバッテリを充電する充電器を備えた小型電動車両の充電器取付構造に関する。

従来、車輪を電動モータで駆動する小型電動車両において、バッテリを充電する充電器（バッテリチャージャ）を備えたものが知られている。

例えば、下記特許文献１の小型電動車両では、車体フレームにおいて、バッテリの後側であってメインコントローラの横に充電器が配置される。

また、下記特許文献２の小型電動車両では、左右のバッテリ間に充電器が配置される。この小型電動車両では、充電器が支持固定された支持板の端部に両バッテリを載せて、１本のボルトを締結して押さえ部材で両バッテリを押さえるように固定することで、バッテリと共に充電器が車体フレームに固定される。
特開平８−１１６６０４号公報 特開平６−１２２３２４号公報

しかしながら、上記特許文献１の小型電動車両では、充電器を固定するためのステイと、バッテリを固定するためのステイとを、車体フレームに溶接等でそれぞれ設けなくてはならず、車体フレームの構成が複雑化する。そして、車体フレームにそれらのステイが設けられていると、各種部品を取り付け及びメンテナンスする際に、それらのステイが邪魔になり、作業性が悪いという問題があった。

一方、上記特許文献２の小型電動車両では、１本のボルトの直接的な締め付け力だけでバッテリ及び充電器を固定するので、大きな締め付け力が必要であり、充電器の取り付け作業が容易でないという問題があった。また、充電器をメンテナンスする際には、ボルトを外すだけでなく、バッテリ自体も車体フレームから降ろさなくてはならず、作業性が良くない。

さらにそれだけでなく、充電器が両バッテリ間に配置されるので、充電器のサイズ、形状の自由度が低い。また、充電時において、充電器及びバッテリの発熱の冷却には不利なレイアウトである。さらに、充電用コードリールを設ける場合、充電器に近い位置に配置することができず、別途、ステイ等を設けて設置位置を確保する必要があるだけでなく、長いハーネスが必要となる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器を簡単に取り付け可能にすると共に、車体フレームの構成を簡単にして各種部品の取り付け及びメンテナンスの作業性を向上させることができる小型電動車両の充電器取付構造を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の小型電動車両の充電器取付構造は、車輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電する充電器（４１）とが車体フレームに搭載された小型電動車両の充電器取付構造において、前記車体フレームとは別体に構成され、前記充電器が取り付けられる充電器ステイ（ＣＨＳ）と、前記充電器ステイの一端側に設けられ、前記車体フレームのうち前記バッテリの後方の部分に係合可能な係合部（４４ｃ）と、前記充電器ステイの他端側で前記バッテリの前部近傍に設けられた締結固定部（４４ｄ）とを有し、前記充電器は、着座シートの下方に配置され、前記バッテリは、前記充電器の下方に配置され、前記充電器ステイにおける前記一端と前記他端との間の中間部には、充電器取付部（４２）とバッテリ押さえ部とが設けられ、前記充電器ステイの前記充電器取付部に前記充電器を取り付け固定し、前記充電器ステイの前記係合部を前記車体フレームに係合させると共に、前記充電器ステイの前記締結固定部を前記車体フレームに対して締結固定したとき、前記バッテリ押さえ部により前記バッテリが押さえられて前記車体フレームに固定されると共に、前記充電器が、前記充電器ステイを介して前記バッテリとの間に隙間を形成して前記車体フレームに固定されることを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、充電器を簡単に取り付け可能にすると共に、車体フレームの構成を簡単にして各種部品の取り付け及びメンテナンスの作業性を向上させることができる。

また、充電器ステイが、充電器の取り付けの機能とバッテリ押さえの機能を兼ねるので、バッテリ固定専用部品が不要で、部品を削減することができる。また、充電器の固定とバッテリの固定とが同時になされるので、両者の固定作業が容易である。また、係合部を支点、締結固定部を力点としたとき、バッテリ押さえ部が作用点となってバッテリを押さえるので、１箇所の小さな締結力でバッテリを効率よく強固に固定することができる。さらに、バッテリを車体フレームから降ろさなくても充電器を着脱することができる。

また、バッテリの上方に充電器等の他部品が配置されたとしても、バッテリの前部近傍で締結固定部の締結作業が可能であるので、締結作業に支障がない。

また、重量部品であるバッテリ及び充電器を車両中央下部に集中配置して、操安性を高めることができる。また、充電器とバッテリを近接配置できるので、両者間の配線がコンパクトになる。

請求項２によれば、充電器の前端が前方上方へ大きく張り出さないので、充電器等を覆うカバーをコンパクトにすることができる。また、充電用コードリールも充電器に倣って傾斜させれば、雨天時における充電時に、雨水がコードを伝わって充電器に浸入することを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る充電器取付構造が適用される小型電動車両の左側面図である。この小型電動車両１は、１人乗りであり、その車体フレーム１０の四隅にそれぞれ左右一対の前輪１２と後輪１３とが配置される。車体フレーム１０の前部にはレッグシールド１５が立設され、その上部に前輪１２を操舵するハンドル２９が設けられる。車体フレーム１０の後部には、リヤボディ２０が設けられ、リヤボディ２０の上に着座シート１６が設置される。レッグシールド１５とリヤボディ２０との間に、低床式の足載せフロア１４が設けられている。

着座シート１６は、着座部１９と、バックレスト１７と、左右一対のアームレスト１８とを備えている。リヤボディ２０は、その前部がバッテリカバー２２で覆われ、後部がリヤカバー２３で覆われている。また、シートポストカバー２１が、車体フレーム１０の後部１０ａに取り付けられ、リヤボディ２０の中部を覆っている。リヤカバー２３の後方には、リヤバンパ２４が設けられている。着座部１９の直下において、シートフレームに充電用コードリール４９が配設されている。

図２は、リヤボディ２０が配置される車体フレーム１０の部分の左前方斜視図である。図３は、リヤボディ２０の内部の側面図である。

車体フレーム１０は、前後方向に延びる左右一対のメインパイプの間が複数のクロスメンバで連結されて構成される。例えば、図２に示すように、車体フレーム１０の後部１０ａには、左右一対のシートパイプ３１と１本のシートステイ取付用パイプ３３とが設けられ、シートステイ取付用パイプ３３には、シートステイ３４が取り付けられている。そして、図２、図３に示すように、シートパイプ３１とシートステイ３４で支持されたシート支持部の頂上にプレート３５が設けられる。着座シート１６は、プレート３５によって支持される。

図３に示すように、左右の後輪１３の各々に対応して、ギヤケース２７及び電動モータ２８が設けられている。ギヤケース２７及び電動モータ２８は、対応する後輪１３と共に、ピボット軸２６周りに回動自在にされている。ギヤケース２７、電動モータ２８及び後輪１３の上下動は、リヤサスペンション２５により緩衝、復元される。

左右のギヤケース２７の内部には、減速歯車機構、差動歯車機構、制動用の電磁ブレーキ装置等が収容されている（いずれも図示せず）。左右のギヤケース２７からそれぞれ外側に突出した不図示の車軸（アクスル）に、後輪１３が軸支されて、電動モータ２８の回転により後輪１３が駆動される。

また、図２に示すように、シートパイプ３１よりやや前方において、車体フレーム１０の左右の後部１０ａ間を、チャージャ取付用パイプ３２が連結している。車体フレーム１０の後部１０ａ及びチャージャ取付用パイプ３２に対して、コントローラステイ３７が取り付けられている。コントローラステイ３７の上に、メインコントローラ３９が配置されている。

さらに、チャージャ取付用パイプ３２の前方において、側面視Ｌ字状のフロアパネル３８（図４も参照）が、チャージャ取付用パイプ３２の下部に当接して車体フレーム１０の後部１０ａに対して取り付けられている。また、チャージャ取付用パイプ３２の前方において、左右のバッテリトレイ３６が、フロアパネル３８の上面に固定され、左右のバッテリトレイ３６上に、電動モータ２８に電力を供給するための左右２つのバッテリ４０（４０Ｌ、４０Ｒ）が配置される。バッテリ４０の固定手法については後述する。また、フロアパネル３８の後部の立ち上がり部分には、バッテリ４０の放熱用の孔が複数設けられるほか、縦方向に切りかかれた２つの切り欠き部３８ａ（３８ａ１、３８ａ２）が形成されている。

次に、充電器取付構造の主要部を説明する。図４は、充電器取付構造の主要部の左側面図であり、バッテリ４０Ｌの図示が省略されている。図５は、充電器取付構造の分解斜視図である。

本実施の形態では、バッテリ４０を充電するためのチャージャ（充電器）４１が、バッテリ４０の上方に配置される。チャージャ４１は、チャージャステイＣＨＳを介して車体フレーム１０に対して配設される。

まず、チャージャステイＣＨＳは、図４、図５に示すように、チャージャ取付部材４２、バッテリ押さえ部材４３及びフレーム取付部材４４から成り、一体に構成される。チャージャ４１は、チャージャ取付部材４２の上面４２ａの左右両端部に設けられた穴４２ｂ、４２ｂを介して、ネジ４７で上面４２ａに固定される。チャージャステイＣＨＳを車体フレーム１０に取り付けた状態では、チャージャ取付部材４２の上面４２ａは、その前部が下方に傾斜している（図３、図４参照）。

バッテリ押さえ部材４３は側面視で上方に開口するコ字状に形成され（図４参照）、その下面の左右両端部にクッション部材４６（４６Ｌ、４６Ｒ）が固着される。フレーム取付部材４４は、チャージャステイＣＨＳの車幅方向中央に設けられ、バッテリトレイ３６に配置されたバッテリ４０Ｌとバッテリ４０Ｒとの間隙Ｓ（図５参照）に入る程度の幅を有している。フレーム取付部材４４の前部には、締結用穴４４ｄが設けられる。フレーム取付部材４４の後部には、後方に延設された２本の上側延設片４４ａ（図４参照）と下側延設片４４ｂ（４４ｂ１、４４ｂ２）とが形成され、上側延設片４４ａと下側延設片４４ｂとの間に、側面視略半円状の係合用凹部４４ｃが形成されている。

図４に示すように、左右のバッテリトレイ３６の間のフロアパネル３８には、締結用穴３８ｂが設けられ、締結用穴３８ｂ内にはナット４８が固定されている。フレーム取付部材４４の係合用凹部４４ｃがチャージャ取付用パイプ３２に係合した状態で、ボルト４５が締結用穴４４ｄを介してナット４８に対して締結されることで、チャージャステイＣＨＳが車体フレーム１０に対して実質的に固定状態とされている。このとき、バッテリ押さえ部材４３がクッション部材４６Ｌ、４６Ｒを介してそれぞれバッテリ４０Ｌ、４０Ｒの上面を下方に押圧することで、バッテリ４０Ｌ、４０Ｒがバッテリトレイ３６上に固定状態となっている。

図６〜図８は、チャージャ４１の組み付け手順を示す遷移図である。チャージャ４１の組み付け手順は次のようになる。

まず、バッテリ４０Ｌ、４０Ｒを、チャージャ取付用パイプ３２及びフロアパネル３８の後部の直ぐ前方において、バッテリトレイ３６上の所定位置に載置する（図２、図４参照）。一方、チャージャ４１をチャージャ取付部材４２の上面４２ａにネジ４７で固定すると共に、クッション部材４６Ｌ、４６Ｒをバッテリ押さえ部材４３の下面に固着する（図５参照）。

そして、図６に示すように、チャージャ４１とチャージャステイＣＨＳとが一体に組み付けられたものをバッテリ４０の上方から降下させて、フレーム取付部材４４を、バッテリ４０Ｌとバッテリ４０Ｒとの間隙Ｓ（図５参照）に介在させる。それと並行して、フレーム取付部材４４の下側延設片４４ｂ１、４４ｂ２を、それぞれ、フロアパネル３８の切り欠き部３８ａ１、３８ａ２とチャージャ取付用パイプ３２とで形成される穴（図２参照）に前方から挿通する。これにより、上側延設片４４ａと下側延設片４４ｂとでチャージャ取付用パイプ３２を掴むように、係合用凹部４４ｃがチャージャ取付用パイプ３２に係合する（図７参照）。このとき、切り欠き部３８ａ１、３８ａ２は、フレーム取付部材４４の車幅方向における仮位置決め機能を果たす。

次に、図４、図８に示すように、締結用穴４４ｄにボルト４５を通して、ナット４８に締結する。ボルト４５の締結前には、クッション部材４６Ｌ、４６Ｒがバッテリ４０Ｌ、４０Ｒの上面に当接しており、ボルト４５が締結されるにつれて、バッテリ押さえ部材４３がクッション部材４６Ｌ、４６Ｒを介してそれぞれバッテリ４０Ｌ、４０Ｒの上面を下方に強く押圧する。すなわち、このときの力の作用としては、「てこ」に見立てると、締結用穴４４ｄ（乃至ボルト４５）を力点、係合用凹部４４ｃを支点、バッテリ押さえ部材４３（乃至クッション部材４６）を作用点とみることができる。そして、てこの原理により、１本のボルト４５によって、バッテリ４０と一緒にチャージャ４１を、比較的軽い力で、簡単な作業で、効率よく固定することができる。

また、図示はしないが、バッテリ４０の温度や種類を判別するバッテリセンサが、ハーネスを介してチャージャ４１に付いており、このバッテリセンサは、テープ等で、バッテリ４０の側面等に接触状態とされる。

このようにして、チャージャ４１をチャージャステイＣＨＳごと車体フレーム１０に対して固定することができる。固定状態にあっては、チャージャ４１は、着座シート１６の着座部１９の下方に位置し、バッテリ４０はチャージャ４１の下方に位置する。すなわち、これらチャージャ４１及びバッテリ４０等の重量部品が、着座部１９の下方、すなわち、車両中央下部に集中配置されることで、操安性が高くなっている。また、バッテリ４０とチャージャ４１とが近接配置されているので、両者間の配線（図示せず）が短くてコンパクトで済む。

ところで、チャージャ４１をメンテナンス等のために取り外す際には、ボルト４５を緩めて、チャージャ４１をチャージャステイＣＨＳごと取り外すことができる。その際、バッテリ４０を取り外す必要はない。

本実施の形態によれば、チャージャ４１がチャージャステイＣＨＳを介して車体フレーム１０に固定されるようにしたので、チャージャ４１の取り付け用のステイを車体フレーム１０に溶接等で設けなくてよく、車体フレーム１０の構成を簡単にすることができる。また、車体フレーム１０に、チャージャ４１取り付け用の邪魔なステイがないので、バッテリ４０等の各種部品の組み付け作業及びメンテナンス作業が容易である。

特に、チャージャ４１は、チャージャステイＣＨＳごと車体フレーム１０から取り外せるので、取り外し後にはステイのない広いスペースが生じ、バッテリ４０の出し入れ、各種部品や配線等のメンテナンス作業が容易である。また、チャージャ４１の着脱のために、バッテリ４０を車体フレーム１０から降ろさなくてもよく、リヤカバー２３をわざわざ取り外す必要もないので、作業性がよい。さらに、バッテリ４０のサイズに応じてチャージャステイＣＨＳを変更することが可能であるので、車体フレームやチャージャ４１を機種毎に共通化することが容易である。

また、チャージャステイＣＨＳの係合用凹部４４ｃをチャージャ取付用パイプ３２に係合させ、１本のボルト４５を締結するだけで固定できるので、チャージャ４１の取り付け作業を容易にすることができる。特に、てこの原理を利用するので、１箇所の小さな締結力でバッテリ４０を効率よく強固に固定することができる。また、チャージャ４１の固定とバッテリ４０の固定とが同時になされるので、両者の固定作業が容易である。また、チャージャステイＣＨＳが、チャージャ４１の取り付けの機能とバッテリ４０を押さえる機能を兼ねるので、バッテリ４０専用の固定部品が不要で、部品を削減することができる。

しかも、本実施の形態では、バッテリ４０の上方にチャージャ４１が配置されているが、バッテリ４０の前部近傍でボルト４５の締結作業が可能であるので、締結作業に支障がない。これは、チャージャ４１に限らず、バッテリ４０の上方に他の部品が配置されたとしても同様である。

また、バッテリ４０Ｌ、４０Ｒ間には間隙Ｓが確保され、チャージャ４１はバッテリ４０の上方に少し間隔を持って配置されるので、バッテリ４０の周囲の空間が確保される。従って、上記特許文献２のように、チャージャが両バッテリ間の狭い領域に配置される構成に比し、バッテリ４０及びチャージャ４１の放熱に不利とならない。また、チャージャ４１のサイズ、形状の自由度が高い。

また、チャージャ４１は、その前部が下方に傾斜しているので、前端が前方上方へ大きく張り出さない。これにより、チャージャ４１等を覆うバッテリカバー２２（図１参照）を角張らせずに、コンパクトにすることができる。

（変形例）
図９は、本実施の形態の変形例を示す充電器取付構造の主要部の左側面図であり、図４に対応する。上記した本実施の形態では、充電用コードリール４９は、着座部１９の直下に配置されたが、これに限るものではなく、同図に示すように、着座部１９と充電用コードリール４９との間、例えばチャージャ４１の傾斜した上面に配設してもよい。充電用コードリール４９をこの位置に配置しても、乗員は、座ったままコードを出し入れしやすい。また、この場合、同図に示すように、チャージャ４１の傾斜に倣って、充電用コードリール４９の上面も傾斜させるのが望ましい。これにより、バッテリカバー２２のコンパクトさを確保できるだけでなく、雨天時における充電時に、雨水がコードを伝わってチャージャ４１に浸入することを抑制することができる。

なお、充電用コードリール４９をチャージャ４１に直付けしてもよい。そのようにすれば、ハーネスが不要になるだけでなく、充電用コードリール４９の取り付けのためのステイも不要にすることができ、構成を簡単にすることができる。

また、この変形例で示すように、バッテリセンサ５０を、チャージャ４１から直出し状態でチャージャ４１に設けてもよい。そして、バッテリセンサ５０を、バッテリ４０の例えば上面に当接させる。このようにすれば、バッテリセンサ５０とチャージャ４１とを繋ぐハーネスを不要にでき、構成を簡単にすることができる。

なお、図９に示す充電用コードリール４９の配置とバッテリセンサ５０の配置は、同時に適用する必要はない。

なお、本実施の形態において、係合用凹部４４ｃは、ボルト４５を締結用穴４４ｄを介して締結するとき、チャージャ取付用パイプ３２と係合して支点の役割を果たす係合部であればよく、他の構成を採用してもよい。

なお、本実施の形態において、ボルト４５で固定される締結用穴４４ｄはフレーム取付部材４４の前部、チャージャ取付用パイプ３２と係合する係合用凹部４４ｃはフレーム取付部材４４の後部にそれぞれ設けたが、チャージャ４１を、チャージャステイＣＨＳを介して軽い力で車体フレーム１０に固定するという観点に限って言えば、このような前後関係に限られない。例えば、車幅方向（左右方向）の両端部に締結用穴と係合用凹部とを設けてもよい。

本発明の一実施の形態に係る充電器取付構造が適用される小型電動車両の左側面図である。 リヤボディが配置される車体フレームの部分の左前方斜視図である。 リヤボディの内部の側面図である。 充電器取付構造の主要部の左側面図である。 充電器取付構造の分解斜視図である。 チャージャの組み付け手順を示す遷移図である。 チャージャの組み付け手順を示す遷移図である。 チャージャの組み付け手順を示す遷移図である。 本実施の形態の変形例を示す充電器取付構造の主要部の図４に対応する左側面図である。

符号の説明

１ 小型電動車両
１０ 車体フレーム
１３ 後輪（車輪）
１６ 着座シート
２８ 電動モータ
３２ チャージャ取付用パイプ（車体フレームの後方の部分）
４０ バッテリ
４１ チャージャ（充電器）
４２ チャージャ取付部材（充電器取付部）
４３ バッテリ押さえ部材（バッテリ押さえ部）
４４ フレーム取付部材
４４ｃ 係合用凹部（係合部）
４４ｄ 締結用穴（締結固定部）
４９ 充電用コードリール
ＣＨＳ チャージャステイ（充電器ステイ）

Claims (2)

1. 車輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電する充電器とが車体フレームに搭載された小型電動車両の充電器取付構造において、
   前記車体フレームとは別体に構成され、前記充電器が取り付けられる充電器ステイと、
   前記充電器ステイの一端側に設けられ、前記車体フレームのうち前記バッテリの後方の部分に係合可能な係合部と、
   前記充電器ステイの他端側で前記バッテリの前部近傍に設けられた締結固定部とを有し、
   前記充電器は、着座シートの下方に配置され、前記バッテリは、前記充電器の下方に配置され、
   前記充電器ステイにおける前記一端と前記他端との間の中間部には、充電器取付部とバッテリ押さえ部とが設けられ、
   前記充電器ステイの前記充電器取付部に前記充電器を取り付け固定し、前記充電器ステイの前記係合部を前記車体フレームに係合させると共に、前記充電器ステイの前記締結固定部を前記車体フレームに対して締結固定したとき、前記バッテリ押さえ部により前記バッテリが押さえられて前記車体フレームに固定されると共に、前記充電器が、前記充電器ステイを介して前記バッテリとの間に隙間を形成して前記車体フレームに固定されることを特徴とする小型電動車両の充電器取付構造。
2. 前記充電器は、その前部が下方に傾斜した状態で固定され、前記充電器と着座シートとの間には、充電用コードリールが、その前部が下方に傾斜した状態で配設されたことを特徴とする請求項１に記載の小型電動車両の充電器取付構造。

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