JP5183832B1

JP5183832B1 - バッテリ取付装置および電動自転車

Info

Publication number: JP5183832B1
Application number: JP2012548282A
Authority: JP
Inventors: 満小川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: EP2868565A1; WO2014002141A1; CN104411576B; JPWO2014002141A1; US20150158551A1; CN104411576A; EP2868565A4

Abstract

電動駆動装置１２を有する電動車両１にバッテリ１３を取り付けるバッテリ取付装置１４であって、電動車両１の車体２に取付けられ且つバッテリ１３を着脱自在に保持する保持台座１６の内部に、中空部３５が形成され、電動駆動装置１２を制御する制御装置３６が中空部３５に収納されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば電動自転車等の電動車両にバッテリを取り付けるバッテリ取付装置および電動自転車に関する。

従来、例えば図１８に示すように、電動自転車１０１の車体フレーム１０２にバッテリ１０３の保持部１０４が設けられ、バッテリ１０３が着脱自在に保持部１０４に取り付けられている。

車体フレーム１０２には、保持部１０４に取り付けられたバッテリ１０３を固定および固定解除する錠装置１０５と、固定解除の状態で、バッテリ１０３の前部を保持部１０４から取外し方向Ａへ押し出す取外し補助レバー１０６とが備えられている。

バッテリ１０３は電動自転車１０１に備えられた補助動力装置１０７に電力を供給するものであり、補助動力装置１０７はモータ等からなる。また、電動自転車１０１には補助動力装置１０７を制御する制御装置１０８が設けられている。この制御装置１０８は、シートフレーム１０９の後側に取付けられており、保護ケース１１０内に収納されている。
これによると、制御装置１０８は保護ケース１１０によって雨等から保護されている。
尚、上記のようなバッテリの取付構造については例えば下記特許文献１に記載されている。

特許第３４０３８７４号

しかしながら上記の従来形式では、制御装置１０８と保護ケース１１０とを設けるためのスペースをシートフレーム１０９の後側に確保する必要があるため、車体が前後方向に大型化するといった問題がある。また、制御装置１０８を保護するための専用の保護ケース１１０が必要であり、部品点数が増えるといった問題がある。
本発明は、車体の小型軽量化が可能なバッテリ取付装置および電動自転車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、電動駆動装置を有する電動車両にバッテリを取り付けるバッテリ取付装置であって、
電動車両の車体に取付けられ且つバッテリを着脱自在に保持する保持台座の内部に、電動駆動装置を制御する制御装置が設けられ、
保持台座は、台座本体と、台座本体に着脱自在に取り付けられた蓋体とを有しているものである。

これによると、バッテリの保持台座の内部に制御装置が収納されているため、制御装置は保持台座によって雨等から保護される。これにより、保持台座は制御装置の保護カバーを兼用し、専用の保護カバーが不要になる。このため、部品点数が削減され、車体の小型軽量化が可能になる。
また、バッテリを保持台座から取り外した状態で、蓋体を台座本体から取り外すことにより、保持台座内の中空部が開放されるため、制御装置の保守点検や交換等が容易に行える。

本第２発明におけるバッテリ取付装置は、保持台座内に中空部が形成され、
制御装置が中空部に収納されているものである。
本第３発明におけるバッテリ取付装置は、制御装置は複数本の配線を介して電動駆動装置と電気的に接続され、
保持台座に、配線を束ねる結束部材が設けられているものである。
これによると、配線は結束部材によって束ねられているため、配線が離散するのを防止することができる。

本第４発明におけるバッテリ取付装置は、保持台座に掛止部が設けられ、
結束部材は、掛止部に掛止されて保持台座に取付けられるとともに、カバー内に収納され、
カバーは着脱自在に保持台座に取付けられ、
結束部材が掛止部から離脱することを防止する離脱防止部がカバーの内側に設けられているものである。
これによると、結束部材を掛止部に掛止し、カバーを保持台座に取付けることにより、結束部材がカバー内に収納される。この際、結束部材が掛止部から離脱することは、離脱防止部によって防止される。

本第５発明におけるバッテリ取付装置は、バッテリに接続可能なコネクタが保持台座に設けられており、
蓋体は、制御装置を覆う第１の蓋部材と、コネクタを覆う第２の蓋部材とに分割され、
第１の蓋部材と第２の蓋部材とは、個別に、台座本体に着脱自在に取り付けられているものである。
これによると、バッテリを保持台座に取り付けた際、保持台座のコネクタがバッテリに接続され、バッテリと制御装置とがコネクタを介して電気的に接続される。
また、バッテリを保持台座から取り外した状態で、第２の蓋部材を台座本体から取り外すことにより、コネクタが外部に露出するため、コネクタの保守点検や交換等が容易に行える。また、制御装置の保守点検や交換等を行う場合には、第１の蓋部材を台座本体から取り外せばよい。

本第６発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載のバッテリ取付装置を備えた電動自転車であって、
車体フレームに保持台座が設けられているものである。

以上のように本発明によると、部品点数が削減され、車体の小型軽量化が可能になる。

本発明の実施の形態におけるバッテリ取付装置を備えた電動自転車の側面図である。同、バッテリ取付装置の斜視図である。同、バッテリ取付装置の分解斜視図である。同、バッテリ取付装置とバッテリとの側面図であり、バッテリが取外し方向へ押し出された状態を示す。同、バッテリ取付装置とバッテリとの側面図であり、バッテリが保持台座に装着された状態を示す。同、バッテリ取付装置の保持台座の分解斜視図である。同、バッテリ取付装置の保持台座の断面図であり、図３におけるＸ−Ｘ断面に相当する。同、バッテリ取付装置の保持台座の蓋体の底面図である。同、バッテリ取付装置の保持台座の斜視図である。同、バッテリ取付装置の保持台座の平面図である。図１０におけるＸ−Ｘ矢視図である。同、バッテリ取付装置のバンドの図である。同、バッテリ取付装置の保持台座に取付けられたカバーの内部を示した側面図である。図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。同、バッテリ取付装置のカバーの内側の図である。同、バッテリ取付装置に装着されるバッテリの側面図である。図１６におけるＸ−Ｘ矢視図である。従来のバッテリを備えた電動自転車の側面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）

図１に示すように、１は電動車両の一例である電動自転車である。この電動自転車１は車体フレーム２と前車輪３と後車輪４とハンドル５とペダル６とチェン１０等を備えている。車体フレーム２は三角形状に接合された上パイプ７と下パイプ８と立パイプ９等を有している。

また、後車輪４の中央部には電動用ハブ装置１１が設けられている。電動用ハブ装置１１には、後車輪４に補助回転力を付与するモータ等の電動駆動装置１２が内蔵されている。また、車体フレーム２には、電動駆動装置１２に電力を供給するバッテリ１３が備えられている。バッテリ１３はバッテリ取付装置１４を介して車体フレーム２の下パイプ８に取り付けられている。
バッテリ取付装置１４の構成を以下に説明する。

図１〜図３に示すように、バッテリ取付装置１４は、下パイプ８に取付けられ且つバッテリ１３を着脱自在に保持する保持台座１６と、保持台座１６に保持されたバッテリ１３を固定および固定解除する錠装置１７と、固定解除の状態でバッテリ１３を取外し方向Ａへ押し出す取外し補助レバー１８と、カバー１９とを有している。

バッテリ１３は、着脱自在に保持台座１６に保持されて、上パイプ７と下パイプ８との間に配置されている。尚、図１に示すように、バッテリ１３の取外し方向Ａは第１台座部２１に沿った前方斜め上方向であり、第１台座部２１に沿った後方斜め下方向がバッテリ１３の取付け方向Ｂである。
保持台座１６は、平板状の第１台座部２１と、第１台座部２１の後側下端部から電動自転車１の後方へ突出した台形状の第２台座部２２とを有している。

第１台座部２１の前側上端部には、バッテリ１３に接続可能な差込式の取付部側コネクタ２３が設けられている。また、第１台座部２１の左右両側部にはそれぞれ、複数のＬ形状の被係合部２４が設けられている。

錠装置１７は、シリンダー錠であり、第２台座部２２に設けられてカバー１９内に収納された円筒状の錠胴部２６と、カバー１９から外側方へ露出する鍵穴２７とを有している。取外し補助レバー１８は、錠胴部２６に回動自在に外嵌されて支持されており、基端部に、バッテリ１３を取外し方向Ａへ押し出すカム部材２９を有している。
また、カバー１９は、一方および他方のカバー片１９ａ，１９ｂに左右２分割されており、第２台座部２２に着脱自在に取り付けられている。

図４に示すように、取外し補助レバー１８が一方向Ｃに回動されると、カム部材２９がバッテリ１３を取外し方向Ａへ押し出し、図５に示すように、取外し補助レバー１８が他方向Ｄに回動されると、カム部材２９がバッテリ１３から離間して退避する。また、図３に示すように、取外し補助レバー１８を他方向Ｄへ付勢するスプリング３０に、錠胴部２６が挿通されている。尚、スプリング３０の一端部はカバー１９に固定され、スプリング３０の他端部はカム部材２９に固定されている。

図２，図６に示すように、保持台座１６は、台座本体３１と蓋体３２と底部取付板３３とに、上下３分割されている。底部取付板３３は下パイプ８に取付けられており、台座本体３１は底部取付板３３に設けられている。また、蓋体３２は複数のねじ等の連結具３４，４６により台座本体３１に着脱自在に取り付けられている。蓋体３２の周縁部と台座本体３１の周縁部との間は、環状の第１のシール部材４０で全周にわたりシールされている。

図６，図７に示すように、保持台座１６の内部には、台座本体３１と蓋体３２とに囲まれた中空部３５が形成されている。中空部３５には、電動駆動装置１２を制御する制御装置３６が収納されている。尚、制御装置３６は、基板３６ａと、基板３６ａに取り付けられた複数の電子部品３６ｂとを有している。また、基板３６ａは複数のねじ３７により台座本体３１に固定されている。

取付部側コネクタ２３は複数本の配線３８を介して電気的に制御装置３６に接続されている。また、制御装置３６は複数本の配線３９を介して電気的に電動駆動装置１２に接続されている。

また、蓋体３２は、制御装置３６の上方を覆う第１の蓋部材３２ａと、取付部側コネクタ２３の上方を覆う第２の蓋部材３２ｂとに分割されている。第１の蓋部材３２ａは複数の連結具３４により台座本体３１に着脱自在に取り付けられ、同様に、第２の蓋部材３２ｂも複数の連結具４６により台座本体３１に着脱自在に取り付けられている。

図７，図８に示すように、保持台座１６の前部には、取付部側コネクタ２３に接続された配線３８を中空部３５に引き込む引込口４１が形成されている。取付部側コネクタ２３と中空部３５とは引込口４１を介して連通しており、この引込口４１をシールする第２のシール部材４２が蓋体３２の前部に嵌め込まれている。尚、各配線３８は、第２のシール部材４２に形成された複数の貫通孔に挿通されている。

図７〜図９に示すように、保持台座１６の後端部には、制御装置３６に接続された配線３９を中空部３５から保持台座１６の外部へ引き出す引出口４４が形成されている。中空部３５と保持台座１６の外部とは引出口４４を介して連通しており、この引出口４４をシールする第３のシール部材４５が蓋体３２の後部に嵌め込まれている。尚、各配線３９は、第３のシール部材４５に形成された複数の貫通孔に挿通されている。

上記第２および第３のシール部材４２，４５はそれぞれ四角板状の部材であり、また、上記第１〜第３のシール部材４０，４２，４５の材質には、ゴム等の弾性材が使用されている。

図９〜図１２に示すように、保持台座１６には、第３のシール部材４５から保持台座１６の外部へ引き出された複数本の配線３９を束ねるバンド４７（結束部材の一例）が設けられている。バンド４７は、伸縮自在なゴム等の弾性材によって作られており、両端部に掛止穴４８を有している。また、蓋体３２の後部の両側には掛止突片４９（掛止部の一例）が設けられている。図１０，図１１，図１３に示すように、掛止穴４８を掛止突片４９に引っ掛けることにより、バンド４７が両掛止突片４９に掛止されている。

図１３，図１４に示すように、バンド４７はカバー１９内に収納されている。カバー１９には、バンド４７によって束ねられた配線３９をカバー１９の外部へ引き出す開口部５１が形成されている。また、図１４，図１５に示すように、カバー１９の内側面すなわち一方および他方のカバー片１９ａ，１９ｂの各内側面には、それぞれ、離脱防止突部５２（離脱防止部の一例）が設けられている。これら離脱防止突部５２は、バンド４７の端部が掛止突片４９から離脱することを防止するための凹部５２ａを有する四角形状の突部である。図１１，図１４，図１５に示すように、掛止突片４９の先端部は離脱防止突部５２の凹部５２ａに嵌入されている。

図１６，図１７に示すように、バッテリ１３は、バッテリケース５７と、バッテリケース５７内に収納された二次電池セル６２とを有している。バッテリケース５７は前端部が尖ったほぼ三角形状の部材である。バッテリケース５７の前端下部には、差込式のバッテリ側コネクタ５８が設けられている。バッテリ側コネクタ５８は、バッテリ１３の取付け方向Ｂにおいて、取付部側コネクタ２３に差込み可能であり（図５，図７の仮想線参照）、バッテリ１３の取外し方向Ａにおいて、取付部側コネクタ２３から脱抜可能である。

バッテリケース５７の前寄りの底部の左右両側部にはそれぞれ、複数の係合片５９が設けられている。係合片５９は、バッテリ１３の取付け方向Ｂにおいて、保持台座１６の被係合部２４（図２参照）に係合可能であり、バッテリ１３の取外し方向Ａにおいて、被係合部２４から離脱可能である。
以下、上記構成における作用を説明する。

図２，図６，図７に示すように、バッテリ１３の保持台座１６内の中空部３５に制御装置３６が収納されているため、制御装置３６は保持台座１６によって雨等から保護される。これにより、保持台座１６は制御装置３６の保護カバーを兼用し、制御装置専用の保護カバーが不要になる。このため、部品点数が削減され、車体の小型軽量化が可能になる。

図６に示すように、保持台座１６の台座本体３１の周縁部と蓋体３２の周縁部との間は第１のシール部材４０によって全周にわたりシールされているため、水が台座本体３１と蓋体３２との間から中空部３５に侵入することを防止できる。また、図７，図８に示すように、保持台座１６の引込口４１は第２のシール部材４２によってシールされているため、水が引込口４１から中空部３５に侵入することを防止できる。さらに、保持台座１６の引出口４４は第３のシール部材４５によってシールされているため、水が引出口４４から中空部３５に侵入することを防止できる。

このように水が中空部３５に侵入することを確実に防止することができるため、保持台座１６の防水機能が向上し、制御装置３６を水から確実に保護することができる。

図１０，図１１，図１３，図１４に示すように、第３のシール部材４５から保持台座１６の外部へ引き出された複数本の配線３９は、カバー１９の内部において、バンド４７により束ねられている。このため、配線３９が離散するのを防止することができる。

さらに、バンド４７の掛止穴４８を掛止突片４９に掛止した状態で、カバー１９を２個のカバー片１９ａ，１９ｂに分割し、各離脱防止突部５２を各掛止突片４９の先端部に外嵌して、図２，図１４に示すように、これら一方および他方のカバー片１９ａ，１９ｂを片方ずつ第２台座部２２に取り付ける。これにより、図１１，図１３，図１４に示すように、掛止突片４９の先端部が離脱防止突部５２の凹部５２ａに嵌入され、バンド４７の端部が掛止突片４９から離脱して外れてしまうことを防止することができる。これにより、複数本の配線３９をバンド４７で確実に束ねることができる。

また、バッテリ１３を保持台座１６から取り外す場合、図２に示すように、鍵６１を錠装置１７の鍵穴２７に差し込んでロック解除方向へ回すことにより、バッテリ１３の固定が解除される。その後、図４の実線で示すように、取外し補助レバー１８を一方向Ｃに回動することにより、カム部材２９がバッテリ１３に当接してバッテリ１３を取外し方向Ａへ押し出す。これにより、バッテリ側コネクタ５８が取付部側コネクタ２３から脱抜する方向へ移動すると共に、バッテリ１３の係合片５９が保持台座１６の被係合部２４から離脱する方向へ移動し、バッテリ１３が容易に保持台座１６から取り外される。

その後、手を取外し補助レバー１８から離すと、図４の仮想線で示すように、取外し補助レバー１８がスプリング３０の付勢力によって他方向Ｄへ回動し、カム部材２９が退避する。

このようにしてバッテリ１３を保持台座１６から取り外すことにより、バッテリ１３の充電や点検等を行うことができる。また、バッテリ１３を保持台座１６から取り外した状態で、連結具４６を取り外し、図３の仮想線で示すように、第２の蓋部材３２ｂを台座本体３１から取り外すことにより、取付部側コネクタ２３全体が外部に露出する。このため、取付部側コネクタ２３の保守点検や交換等が容易に行える。同様に、連結具３４を取り外し、第１の蓋部材３２ａを台座本体３１から取り外すことにより、中空部３５が開放され、制御装置３６全体が外部に露出する。このため、制御装置３６の保守点検や交換等が容易に行える。

また、バッテリ１３を保持台座１６に取り付ける場合は、手でバッテリ１３を取付け方向Ｂへ移動させ、図５に示すように、バッテリ側コネクタ５８を取付部側コネクタ２３に差し込むと共に、バッテリ１３の係合片５９を保持台座１６の被係合部２４に係合させる。これにより、バッテリ１３が保持台座１６に強固に取付けられ、バッテリ１３と制御装置３６とが、取付部側およびバッテリ側コネクタ２３，５８を介して、電気的に接続される。

このようにしてバッテリ１３を取り付ける際、上記のように取外し補助レバー１８がスプリング３０の付勢力によって他方向Ｄへ回動し、カム部材２９がバッテリ１３から離間しているため、バッテリ１３を容易に保持台座１６に取り付けることができる。
その後、鍵穴２７に差し込まれた鍵６１をロック方向へ回すことにより、バッテリ１３を保持台座１６に固定し、その後、鍵６１を鍵穴２７から脱抜する。

図１に示すように、バッテリ１３を保持台座１６に取り付けて、電動自転車１で走行している際、ペダル６に作用する踏力に応じて、電動用ハブ装置１１の電動駆動装置１２が回転駆動し、上記踏力と補助駆動力である電動駆動装置１２の回転駆動力とを合わせた力で後車輪４が回転する。この際、バッテリ１３は、図７に示すように、コネクタ２３，５８および配線３８，３９を介して、制御装置３６および電動駆動装置１２に電気的に接続されている。このため、バッテリ１３に蓄えられた電力は、コネクタ２３，５８と配線３８，３９とを介して、制御装置３６および電動駆動装置１２に供給される。

また、電動自転車１で走行している際には、前方からの風が保持台座１６に直接当るため、保持台座１６が空冷され、制御装置３６から発生する熱が効率良く保持台座１６の外部へ放散される。

上記実施の形態では、図６に示すように、保持台座１６を台座本体３１と蓋体３２と底部取付板３３とで構成しているが、底部取付板３３を無くして、台座本体３１と蓋体３２とで構成してもよい。この場合、台座本体３１が下パイプ８に取付けられる。

上記実施の形態では、図１に示すように、電動車両の一例として電動自転車１を挙げたが、電動自転車１に限定されるものではなく、例えば、電動自動車や電動式のオートバイ等であってもよい。

上記実施の形態では、図１に示すように、電動自転車１の後車輪４に電動用ハブ装置１１を設けたが、電動用ハブ装置１１を前車輪３に設け、電動駆動装置１２の回転駆動力で前車輪３を回転させてもよい。また、電動駆動装置１２を車体フレーム２に設け、電動駆動装置１２の回転駆動力をチェン１０に伝える構成であってもよい。

Claims

電動駆動装置を有する電動車両にバッテリを取り付けるバッテリ取付装置であって、
電動車両の車体に取付けられ且つバッテリを着脱自在に保持する保持台座の内部に、電動駆動装置を制御する制御装置が設けられ、
保持台座は、台座本体と、台座本体に着脱自在に取り付けられた蓋体とを有していることを特徴とするバッテリ取付装置。
保持台座内に中空部が形成され、
制御装置が中空部に収納されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリ取付装置。
制御装置は複数本の配線を介して電動駆動装置と電気的に接続され、
保持台座に、配線を束ねる結束部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバッテリ取付装置。
保持台座に掛止部が設けられ、
結束部材は、掛止部に掛止されて保持台座に取付けられるとともに、カバー内に収納され、
カバーは着脱自在に保持台座に取付けられ、
結束部材が掛止部から離脱することを防止する離脱防止部がカバーの内側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリ取付装置。
バッテリに接続可能なコネクタが保持台座に設けられており、
蓋体は、制御装置を覆う第１の蓋部材と、コネクタを覆う第２の蓋部材とに分割され、
第１の蓋部材と第２の蓋部材とは、個別に、台座本体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のバッテリ取付装置。
上記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のバッテリ取付装置を備えた電動自転車であって、
車体フレームに保持台座が設けられていることを特徴とする電動自転車。