JP5828006B2 - 鞍乗型電動車両 - Google Patents
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Description
本発明は、鞍乗型電動車両に関する。
電動モータを動力源とした電動車両は、バッテリへの充電用のレセプタクルを備えている。バッテリへ充電する際には、充電器から延びるコードの端部に設けられたプラグをレセプタクルへ接続する。
電動車両へ充電を行う際に用いられるコネクタとして、ロック機構と、ロック作動検出手段と、ロック制御手段とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このコネクタでは、ロック機構が、充電側コネクタと車両側コネクタとを装着状態にロック及びロック解除を行い、ロック作動検出手段が、ロック機構の作動状態を検出する。そして、ロック制御手段が、ロック作動検出手段の検出結果に基づいて充電用電源からバッテリへの充電ラインを開閉するための制御スイッチを開状態と閉状態とに切り替える。
このコネクタでは、車両側コネクタに装着されてロック機構がロック状態となったことがロック作動検出手段によって検出されたときには、充電ラインに設けた制御スイッチが閉状態とされる。すると、充電用電源からバッテリへと充電ラインを介して電力が供給されて、両コネクタ間が通電状態となる。ここで、充電中であるという事情を知らない者が、通電状態にあるにも拘らず両者を外そうとした場合には、ロック機構をロック解除状態としたことがロック作動検出手段によって検出される。すると、制御スイッチが開状態となり、両コネクタ間が非通電状態となる。これにより、両コネクタ同士が外されるときに両者の接点間にアークが発生することを防止でき、接点の保護が確実になされる。
しかし、上記の構成では、充電ラインに設けた制御スイッチを切り替えてアーク放電を防止するために、プラグ(充電用コネクタ)本体内にロック機構、ロック作動検出手段及びロック制御手段からなる通電遮断機構を内蔵させている。このため、プラグの大型化を招いてしまう。したがって、そのような大型のプラグが接続されるレセプタクル(車両側コネクタ)自体も大型化が避けられない。
電動型二輪車等の鞍乗型の車両は、四輪車と比べて部材の搭載スペースが制限されるため、レセプタクルも狭い空間内に配置されることとなる。したがって上記のような大型のプラグが接続可能な大型のレセプタクルを鞍乗型電動車両に装備するのは困難である。
よって本発明の目的は、小型のレセプタクルを装備可能であり、かつレセプタクルに対するプラグの挿抜時におけるアーク放電の発生を確実に防止することが可能な鞍乗型電動車両を提供することにある。
本発明がとりうる一態様は、鞍乗型電動車両であって、
充電プラグが嵌め合わされる接続口と通電端子を有する充電レセプタクルと、
前記接続口を開閉する蓋体と、
前記通電端子と通電可能に接続されたバッテリと、
前記通電端子と前記バッテリとの通電を制御する通電制御部と、
前記通電制御部に接続された信号線と、
前記信号線を流れる信号の状態を変える信号変更部とを備え、
前記蓋体は、前記接続口から嵌合された充電プラグを引き抜く際において充電プラグまたは充電プラグを引き抜く操作者の手と接触することにより、当該蓋体の開閉状態を変化させる接触部を有し、
前記信号変更部は、前記蓋体の開閉状態に基づいて前記信号線を流れる信号の状態を変更し、
前記通電制御部は、前記信号線の信号状態に応じて、充電プラグの通電端子と前記充電レセプタクルの通電端子の接続が解除される前に、前記充電レセプタクルと前記バッテリとの通電を遮断または抑制する。
充電プラグが嵌め合わされる接続口と通電端子を有する充電レセプタクルと、
前記接続口を開閉する蓋体と、
前記通電端子と通電可能に接続されたバッテリと、
前記通電端子と前記バッテリとの通電を制御する通電制御部と、
前記通電制御部に接続された信号線と、
前記信号線を流れる信号の状態を変える信号変更部とを備え、
前記蓋体は、前記接続口から嵌合された充電プラグを引き抜く際において充電プラグまたは充電プラグを引き抜く操作者の手と接触することにより、当該蓋体の開閉状態を変化させる接触部を有し、
前記信号変更部は、前記蓋体の開閉状態に基づいて前記信号線を流れる信号の状態を変更し、
前記通電制御部は、前記信号線の信号状態に応じて、充電プラグの通電端子と前記充電レセプタクルの通電端子の接続が解除される前に、前記充電レセプタクルと前記バッテリとの通電を遮断または抑制する。
このような構成によれば、充電レセプタクルに対して充電プラグの引き抜きが行なわれた場合におけるアーク放電の発生を確実に防止することができる。また通電遮断または抑制の契機としての蓋体の変位は小型のプラグにより実現しうるため、これに対応する小型の充電レセプタクルを鞍乗型電動車両に搭載することができる。
なお「引き抜く際において」という表現は、充電プラグを引き抜く直前から、引き抜き動作中および引き抜きの完了までを含む意味で用いる。
前記接触部を前記接続口に対向する前記蓋体の内面に設け、前記蓋体を前記接続口に対して揺動可能に設ける構成の場合、充電プラグによる蓋体の開閉が可能となり、接触部による蓋体の開閉状態の変更が確実に行なわれる。
前記信号変更部は、前記蓋体が所定の開度以上開いた状態で前記信号線を流れる信号を遮断するスイッチとして構成してもよく、前記蓋体が所定の開度未満開いた状態で前記信号線を流れる信号を遮断するスイッチとして構成してもよい。また前記信号変更部は、前記蓋体の開閉位置に応じて信号を変更する位置センサとして構成してもよい。
前記信号線が前記バッテリに電力を供給する充電器の制御部と前記通電制御部とを接続する通信線である場合、充電を遮断する制御を行なうための信号線を独立して設ける必要がないため、充電レセプタクルの端子数増加を回避でき、コスト抑制と接続信頼性の向上に寄与する。
前記充電レセプタクルは、その充電プラグの挿抜方向に垂直な第1の方向の寸法が、当該挿抜方向および当該第1の方向に垂直な第2の方向の寸法よりも大きく形成され、複数の端子が前記第1の方向に一列に配置されている構成としてもよい。この場合、充電レセプタクルの接続口も扁平形状とすることができ、部材の搭載位置に比較的制約の多い鞍乗型電動車両においても、充電レセプタクルの配置自由度を確保することが可能となる。また充電時に高温となる電源端子同士を離間させて配置させることができる。
添付の図面を参照しつつ本発明について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動二輪車を示す左側面図である。本実施形態においては、鞍乗型電動車両として、スクータからなる電動二輪車1を例示して説明する。電動二輪車1は、前部および後部に荷物を載せて走行することが可能であり、荷役車両としての用途に適している。
なお、以下の説明における前後、上下および左右の各方向は、電動二輪車1が水平面を直進走行している状態に相当する基準姿勢にあり、かつ運転者が前方を向いているときの当該運転者の視点を基準とする。また、垂直に起立し、前輪3および後輪4が路面A1に接地し、かつ、運転者が乗車していない状態の電動二輪車1を基準として、電動二輪車1の構成を説明する。
電動二輪車1は、車体フレーム2、前輪3、後輪4、電動モータ5、バッテリ6および車体カバー7を備えている。電動二輪車1は、バッテリ6から供給される電力によって電動モータ5を駆動し、電動モータ5の出力によって後輪4を駆動する。電動モータ5は、後輪4の右側方に配置されたパワーユニット47に収容されている。以下、電動二輪車1の全体の構造を車体前方から順に説明する。
図2は、図1の電動二輪車において一部の部品を取り外した状態を示す左側面図である。電動二輪車1は、この電動二輪車1の前上部に配置されたヘッドパイプ8を有している。ヘッドパイプ8内には、ステアリング軸9が回動自在に挿入されている。ステアリング軸9の下端部には、左右一対のフロントフォーク10が取り付けられている。前輪3は、フロントフォーク10に取り付けられている。
ステアリング軸9の上端部には、ハンドル11が取り付けられている。運転者は、ハンドル11を操作することにより、ステアリング軸9、フロントフォーク10および前輪3をステアリング軸9の軸線回りに回すことが可能である。
ハンドル11の左右両端部には、それぞれグリップ12が設けられている(左側のグリップのみを図示)。右側のグリップはスロットルグリップを構成している。運転者は、このスロットルグリップを回すことにより、電動モータ5の出力を調整することが可能である。
図1に示すように、ハンドル11の中央付近にはメータ13が設けられている。メータ13の下方には、荷台14が配置されている。荷台14は、ヘッドパイプ8に固定されている。荷台14に積まれた荷物の荷重は、ヘッドパイプ8およびステアリング軸9などを介して主に前輪3に作用する。荷台14の下部にはヘッドランプ15が固定されている。
図2に示すように、電動二輪車1は、ヘッドパイプ8から後方に延びる車体フレーム2を含んでいる。車体フレーム2は、鋼鉄製のパイプ部材などを用いて形成されている。車体フレーム2は、ダウンチューブ19と、ダウンチューブ19の後方に配置されたフレーム本体20と、を含んでいる。ダウンチューブ19は、ヘッドパイプ8の下部から後斜め下方に延びている。側面視において、フレーム本体20は、ダウンチューブ19の下端部から後方に延びており、車両の前後方向X1の途中部がS字状に形成されている。
フレーム本体20は、左右一対設けられている。フレーム本体20は、第1フレーム部21と、第2フレーム部22と、第3フレーム部23と、第4フレーム部24と、を含んでいる。第1フレーム部21は、ダウンチューブ19の下端部から後方に略真っ直ぐに延びており、わずかに後斜め上方に傾斜している。
第2フレーム部22は、側面視においてS字状に形成されている。第2フレーム部22は、下端部22aと、中間部22bと、上端部22cと、を含んでいる。第2フレーム部22の下端部22aは、湾曲形状に形成されており、第1フレーム部21の後端部に連結されている。第2フレーム部22の中間部22bは、下端部22aから斜め後上方に真っ直ぐに延びている。側面視において、第1フレーム部21に対する中間部22bの傾斜角度は、例えば、45度程度である。第2フレーム部22の上端部22cは、湾曲形状に形成されており、中間部22bに接続されている。
第3フレーム部23は、上端部22cから直線状に延びており、わずかに後斜め上方に傾斜している。第4フレーム部24は、第2フレーム部22の中間部22bから後方に延び、途中で後斜め上方へ湾曲され、第3フレーム部23の中間部に接続されている。
図1に示すように、電動二輪車1は、車体フレーム2に取り付けられた車体カバー7を含んでいる。車体カバー7は、ヘッドパイプ8を覆う前カバー25と、前カバー25の下部から後方に延びる下カバー26と、前カバー25の後方に配置された後カバー27と、を含んでいる。
前カバー25は、ステアリング軸9の一部およびヘッドパイプ8を取り囲み、かつ、ダウンチューブ19を取り囲んでいる。下カバー26は、前カバー25の下部25aから後方に延びており、第1フレーム部21と、第2フレーム部22の下端部22aとを、下方および左右両側方から覆っている。下カバー26上端部には、足載せ部28が配置されている。足載せ部28は、運転者が足を載せるために設けられており、略平坦に形成されている。
後カバー27は、全体として、下カバー26の後部26aから後斜め上方に延びた形状に形成されている。後カバー27は、第2フレーム部22のうち、下端部22aを除く領域を前方および左右両側方から覆っている。また、後カバー27は、第3フレーム部23および第4フレーム部24を、前方および左右両側方から覆っている。
後カバー27の上方には、シート29が配置されている。電動二輪車1の走行中、シート29に座った運転者の足は、足載せ部28に載せられる。前後方向X1において、足載せ部28は、前カバー25の後面25bと、シート29の前端部29aとの間に配置されている。また、シート29は、第2フレーム部22の上方に配置され、かつ、第3フレーム部23の一部の上方に配置され、かつ、第4フレーム部24の一部の上方に配置されている。シート29と、後カバー27とによって囲まれた空間は、収容空間S1を規定している。
図2に示すように、シート29は、第1ブラケット31および支持ブラケット37によって支持されて車体の外面の一部を形成している。第1ブラケット31は、第2フレーム部22の中間部22bに取り付けられている。第1ブラケット31は、中間部22bから上向きに延びている。第1ブラケット31の上端部には、ヒンジ部38が設けられている。シート29は、このヒンジ部38を介して第1ブラケット31に支持されている。第1ブラケット31は、シート29を下方から支持している。シート29は、ヒンジ部38回りに回動することが可能となっている。シート29をヒンジ部38回りに回動することにより、収容空間S1を上方に開放することが可能である。なお、ヒンジ部38を省略し、シート29を直接第1ブラケット31に固定してもよい。
シート29の後部29bは、支持ブラケット37によって支持されている。支持ブラケット37は、車体フレーム2の第3フレーム部23に固定されており、第3フレーム部23から上向きに突出した形状とされている。
シート29の下方には、電動モータ5の電源としてのバッテリ6が配置されている。バッテリ6は、左右一対の第2フレーム部22の間に配置されている。バッテリ6は、充電可能な二次電池である。バッテリ6は、側面視において略矩形に形成されており、前後方向X1の長さ(幅)よりも車両の上下方向Z1の長さ(高さ)が長くされている。バッテリ6は、後斜め上方に傾斜した姿勢に配置されており、車体フレーム2に支持されている。バッテリ6の上部6aは、第1ブラケット31と、支持ブラケット37との間に配置されている。
図1に示すように、シート29の後方には、荷台45が配置されている。荷台45は、第3フレーム部23の上方に配置され、この第3フレーム部23に支持されている。荷台45の上方に、荷物を載せることが可能となっている。荷台45に載せられた荷物の荷重は、主に後輪4によって受けられる。
このように、荷台14と、重量物であるバッテリ6と、荷台45は、前後方向X1に並んで配置されている。したがって、荷台14および荷台45に荷物を載せたときに、前後方向X1における電動二輪車1の荷重のバランスを、均等にすることができる。したがって、荷台14および荷台45に荷物を載せた状態でも、電動二輪車1の高い操縦性を維持することができる。
図3は、シート29を開いた状態の収容空間S1を示す斜視図である。ヒンジ部38でシート29を回動させることにより、収容空間S1の上方に開口した開口部30が開放される。また、ヒンジ部38でシート29を開くときと逆方向へ回動させて閉じることにより、開口部30が閉塞される。このように、シート29は、収容空間S1を閉塞可能な蓋体とされている。シート29が開口部30を閉塞することにより、雨水や埃などが収容空間S1内に浸入することが防止される。
収容空間S1には、車両の右側に、接続ボックス51が設けられている。この接続ボックス51における左側の側壁52には、本発明の充電レセプタクルとしてのレセプタクル53が設けられている。レセプタクル53はバッテリ6と通電可能に接続されている。図4に示すように、後述する充電器58から延びる充電コード57に設けられた充電プラグとしてのプラグ55が接続されてバッテリ6の充電が実行される。
充電コード57は、レセプタクル53にプラグ55を接続した状態で車両の左側へ引き出される。収容空間S1の開口部30の縁部には、左側前方に、切り欠き部63が形成されている。充電コード57は、開口部30の切欠き部63に通される。これにより、プラグ55と充電器58とをつなぐ充電コード57が外部から収容空間S1の内部に引き込んだ状態で、シート29が収容空間S1の開口部30を閉塞することができる。
図5にレセプタクル53の外観を示す。(a)は接続口54を閉じた状態を、(b)は接続口54を開いた状態を示している。レセプタクル53は、合成樹脂等から形成されたハウジング71を備えている。このハウジング71に後述するプラグ55の接続部76が嵌合可能とされた接続口54が形成されている。
接続口54は、全体として扁平形状に形成されている。具体的には、プラグ55の挿入方向D0に垂直な水平方向D1の寸法が、挿入方向および水平方向に垂直な垂直方向D2の寸法よりも大きく形成された開口を有している。ハウジング71は、接続口54を形成する外周壁73の内部に複数のオス端子72を有している(図8参照)。
レセプタクル53のハウジング71には、外周壁73の周囲に張り出すフランジ部81が形成されている。このフランジ部81には、両側部に、取付孔82が形成されている。ハウジング71は、取付孔82に挿入したねじ部材(図示略)を板金部材に設けられたねじ孔(図示略)へねじ込むことにより、接続ボックス51内に固定される。
ハウジング71は、接続口54を形成する外周壁73の下方側の部分に、一対のガイド溝84を有している。これらのガイド溝84は、レセプタクル53のハウジング71における幅方向の左右両側に形成されている。これらのガイド溝84は、プラグ55の挿入方向に沿って形成されている。またレセプタクル53は、接続口54の開口を閉塞可能な本発明の蓋体としてのリッド85を有している。
リッド85は、合成樹脂等から形成されたもので、平板部86を有している。リッド85は、平板部86における接続口54に対向する側(内面側)に周壁87を有している。周壁87は、レセプタクル53の接続口54をリッド85が閉塞した状態で、レセプタクル53のハウジング71の外周壁73に沿って延びている。
リッド85の下端部は、レセプタクル53のハウジング71における接続口54の下方側において、接続口54の長手方向に沿って設けられた支持軸38(図9参照)に連結されている。これにより、リッド85は接続口54の開口に対して支持軸38の周りを揺動可能とされている。リッド85が支持軸38の周りを揺動することにより、接続口54の開口がリッド85によって開閉される。
図5の(a)に示すように、リッド85における平板部86の前面にはプラグ55の抜脱方向(挿入方向D0と逆向き)に板状の突起支持部40が突出している。突起支持部40は平板部86と一体に形成されており、リッド85と共に揺動可能とされている。突起支持部40の下面40aからは突起41が下方に突出している。
一方、リッド85の下方にはリッド開閉スイッチ42が設けられている。このリッド開閉スイッチ42は、ボタン部43を有している。このボタン部43は、内蔵されたバネ等により収容空間S1側へ押し出し力を受けている。リッド85に設けられた突起41は、リッド85が所定の開度以上開かれた状態でボタン部43を押圧する寸法および配置とされている。
図5の(b)に示すように、周壁87におけるキャップ85の上端側は、爪部(抜け止め部)88とされている。また爪部88を左右から挟むように一対のガイド凹部89が設けられている。リッド85の平板部86は、その一部が、周壁87よりも両側方へ突出されて鍔部86aを形成している。
図6にプラグ55の外観を示す。(a)は上方から見た外観を、(b)は下方から見た外観を示している。プラグ55は、合成樹脂等から形成されたハウジング75を備えている。このハウジング75にレセプタクル53の接続口54に挿入可能とされた接続部76が設けられている。接続部76は複数の端子収容部70を有している(図8参照)。
プラグ55の接続部76も、レセプタクル53の接続口54と同様に扁平形状とされている。すなわちプラグ55の挿入方向D0に垂直な第1の方向D1の寸法が、当該挿入方向および当該第1の方向に垂直な第2の方向D2の寸法よりも大きく形成されている。
レセプタクル53の接続口54へプラグ55の接続部76を挿し込むことで、各メス端子78に各オス端子72が挿し込まれ、両者が電気的に接続される。
図6の(a)に示すように、プラグ55のハウジング75は、把持部101を有している。この把持部101の前端部に接続部76が設けられており、把持部101は、接続部76よりも周長が大きく形成されている。
把持部101の後端面101aは、右側から左側へ向かって次第に接続部76から離間する後方へ傾斜され、後端面101aの左端が右端よりも後方に配置されている。これにより、把持部101は平面視で左右方向に非対称形状とされ、作業者が右手で把持し易い形状とされている。
なお上記の説明における前後左右の表現はハウジング75における位置関係を示すために便宜上用いたに過ぎず、車体の前後左右方向と一致することを要するものではない。以降の説明についても同様である。
図6の(b)に示すように、プラグ55の裏面には、一対のガイド突条105が形成されている。ガイド部突条105は、把持部101の一部を含む接続部76の全長にわたって形成されている。ガイド突条105は、プラグ55における幅方向の左右両側に形成されている。ガイド突条105は、レセプタクル53に対する挿入方向に沿って形成されている。ガイド突条105は、把持部101側が僅かに膨出されて係止端面107を形成している。
図7に示すように、電動二輪車1は、BMS(Battery Management System)103を備えている。BMS103は、電力線104および通信線111を介してバッテリ6と接続されており、バッテリ6との通電を制御する通電制御部として機能する。
BMS103とレセプタクル53は、通信線113により接続されており、通信線113の途中にリッド85の開閉により操作されるリッド開閉スイッチ42が設けられている。
リッド開閉スイッチ42は、リッド85が所定の開度以上開いた状態でオフ状態とされ、所定の開度未満開いた状態でオン状態とされるように構成されている。リッド開閉スイッチ42がオフ状態とされると、通信線113を流れる信号を遮断するように構成されている。これによりレセプタクル53とBMS103の間の通信は不能となる。一方、リッド開閉スイッチ42がオン状態とされると、通信線113による信号の送受信が可能となるように構成されている。これによりレセプタクル53とBMS103の間の通信が可能となる。
すなわちリッド開閉スイッチ42は本発明の信号変更部として機能し、リッド85の開閉状態に基づいて通信線113を流れる信号の状態を変更するように構成されている。
プラグ55に接続された充電コード57は、電力線115、通信線116および接続検知線117を有しており、充電器58に接続されている。充電器58には電源ケーブル61が接続されており、電源ケーブル61の端部には、後述する電源62に接続可能なプラグ60が設けられている。
レセプタクル53にプラグ55を接続すると、電力線106、115同士が電気的に接続され、充電器58からバッテリ6への充電経路が形成される。また通信線113、116同士が電気的に接続され、充電器58とBMS103間の通信経路が形成される。さらに接続検知線114、117同士が電気的に接続され、プラグ55のレセプタクル53への接続状態を検知可能な回路が形成される。BMS103は、レセプタクル53にプラグ55が接続されたことを接続検知線114の電圧を監視することで検知する。
BMS103は、充電器58との通信が可能となると、バッテリ6とレセプタクル53との間を通電する。つまりBMS103は、充電器58との通信ができない限り、バッテリ6とレセプタクル53との通電を遮断状態とする。
図8に電動二輪車1と充電器58の間の配線を模式的に示す。レセプタクル53は、配線56を介してバッテリ6に接続されている。また、このレセプタクル53に接続されるプラグ55は、充電コード57に接続されている。充電コード57は、充電器58に接続されている。充電器58には、電線61を介して電源62が接続されている。これにより、レセプタクル53にプラグ55を接続した状態で、電源62からの電力が充電器58を介してバッテリ6に給電され、バッテリ6が充電される。
レセプタクル53に設けられた複数のオス端子72は、ハウジング71の基部71aから接続口54へ向かって延びるように、ハウジング71に支持されている。これらのオス端子72は、ハウジング71の扁平形状の長手方向(上記第1の方向D1)に間隔をあけて一列に配列されている。ハウジング71には隔壁部74が形成されており、各オス端子72を絶縁している。
具体的には、ハウジング71の長手方向の一端側から順に、正極端子72a、第1通信端子72b、第2通信端子72c、接続検知端子72d、アース端子72eおよび負極端子72fを含んで配置されている。そして正極端子72aと負極端子72fの間に第1通信端子72b、第2通信端子72c、接続検知端子72d、およびアース端子72eが配置されている。
正極端子72aおよび負極端子72fは、電動二輪車1に搭載されたバッテリ6の電源線106に接続されている。第1通信端子72bおよび第2通信端子72cは、電動二輪車1に搭載された通電制御部としてのBMS103と充電器58の間の信号伝送に使用される通信線106に接続されている。接続検知端子72dは、接続口54へのプラグ55の挿入状態の検知に使用される接続検知線114に接続されている。アース端子72eは、電動二輪車1のアース線121に接続されている。
接続部76の複数の端子収容部70は、扁平形状のハウジング75の長手方向(すなわち第1の方向D1)に沿って配列されている。それぞれの端子収容部70の間には、レセプタクル53のハウジング71に形成された隔壁部74が挿入可能なスリット77が形成されている。各端子収容部70には、メス端子78が収容されている。すなわち接続部76の内部において複数のメス端子78が扁平形状の長手方向に一列に配列されている。
具体的には、ハウジング75の長手方向の一端側から順に、正極端子78a、第1通信端子78b、第2通信端子78c、接続検知端子78d、アース端子78eおよび負極端子78fを含んで配置されている。そして正極端子78aと負極端子78fの間に第1通信端子78b、第2通信端子78c、接続検知端子78d、およびアース端子78eが配置されている。
正極端子78aおよび負極端子78fは、充電器58の電源線115に接続されている。第1通信端子78bおよび第2通信端子78cは、電動二輪車1に搭載された通電制御部としてのBMS103と充電器58の間の信号伝送に使用される通信線116に接続されている。接続検知端子78dは、接続口54へのプラグ55の挿入状態の検知に使用される接続検知線117に接続されている。アース端子78eは、充電器58のアース線122に接続されている。
バッテリ6を充電するには、まず図4に示すように、電動二輪車1のシート29を回動させて収容空間S1を開放する。次いでプラグ55を把持した作業者は、収容空間S1へプラグ55を導き入れ、図9の(a)に示すように、プラグ55の裏面をリッド85の爪部88に当接させる。このとき、プラグ55の裏面のガイド突条105が爪部88のガイド凹部89に嵌まることにより、プラグ55がレセプタクル53に対して正しい位置に位置される。
なおリッド85を揺動可能に支持する支持軸38には、図示しないコイルばねが装着されており、リッド85を接続口54を閉塞する向きに回動させる弾性力を常時付与している。
図9の(a)に示す状態から、コイルばねの弾性力に抗しつつプラグ55を押し下げると、リッド85が回動されて接続口54を開放し、プラグ55の接続部76とレセプタクル53の接続口とが対向する。またリッド85と共に回動される突起支持部40の下面40aより突出する突起41が、リッド開閉スイッチ42のボタン部43と対向する位置に配置される。
図9の(b)に示すように、プラグ55の接続部76をレセプタクル53の接続口54内に挿入すると、挿入操作が進行するにつれてリッド85の爪部88が当接しているプラグ55のガイド突条105の厚みが増していく。その結果、爪部88を介してリッド85がさらに開かれる方向に回動される。
リッド85が所定の開度だけ開かれると、突起41がボタン部43に押し付けられてリッド開閉スイッチ42がオフ状態となる。これにより通信線113を介してのレセプタクル53とBMS103の間の通信が不能とされる。
プラグ55の接続部76をレセプタクル53の接続口54内にさらに押し込むことにより、図10の(a)に示すように、プラグ55のメス端子78とレセプタクル72のオス端子42とが接触する。このときリッド85の爪部88は依然としてプラグ55のガイド突条105と当接しており、リッド85は上記所定の開度以上開かれた状態とされている。すなわちリッド開閉スイッチ42のオフ状態が維持されている。
オス端子72とメス端子78の接触により、BMS103側の電力線106と充電器58側の電力線115とが接続されるとともに、BMS103側の通信線113と充電器58側の通信線116とが接続される。またBMS103側の接続検知線114と充電器58側の接続検知線117が接続されることにより、BMS103は、レセプタクル53にプラグ55が接続されたことを検知する。
このときBMS103側の通信線113と充電器58側の通信線116とが接続されていても、リッド開閉スイッチ42がオフ状態とされているため、BMS103と充電器58とが通信不能状態のままである。したがってBMS103によってレセプタクル53とバッテリ6との通電が遮断された状態が維持される。結果として、レセプタクル53の電力線106に接続された通電端子としての正負極端子72a、72fと、プラグ55の電力線115に接続された通電端子としての正負極端子78a、78fとの間で、アーク放電の発生が確実に防止される。
図10の(b)に示すように、プラグ55の接続部76がレセプタクル53の接続口54内において完全嵌合位置に到達すると、リッド85の爪部88がプラグ55のガイド突条105に当接している状態が解除され、ガイド突条105の後端面107に係止する。これによりリッド85は、支持軸38に設けられたコイルばねの弾性力によって閉じる方向に回動される。結果として突起41によるボタン部43の押し込み状態が解除され、リッド開閉スイッチ42がオン状態となる。
このとき互いに接続された通信線113、116を介してBMS103と充電器58とが通信可能な状態となり、BMS103はレセプタクル53とバッテリ6とを通電させる。作業者が充電器58を作動させることにより、バッテリ6への充電が開始される。
充電中は電源線に接続された正極端子78aおよび負極端子78fに大電流が流れ、発熱が大きくなる。本実施形態のプラグ55においては、複数のメス端子78が扁平形状の接続部76の長手方向に沿って一列に配列されている。さらに正極端子78aと負極端子78fがそれらの間に配置されたその他のメス端子78によって十分に離間している。よって正極端子78aと負極端子78fにおいて発生した熱はハウジング75の両端部において良好に放熱されうる。したがって充電中に発生する熱による影響を極力抑制することができる。
充電が完了したら、操作者はプラグ55の把持部101を把持し、レセプタクル53から引き抜く操作を行なう。このときプラグ55のガイド突条105の後端部またはプラグを把持する操作者の手がリッド85の爪部88に接触することにより、図10の(a)に示すように、爪部88のガイド突条105の後端面107に対する係止が解除され、リッド85が開く方向に回動される。
結果としてリッド85が所定の開度以上開かれた状態となり、突起41がボタン部43を押圧してリッド開閉スイッチ42をオフ状態とする。これによりBMS103と充電器58とが通信不能状態となるため、BMS103は充電器58との通信が不能であると判断し、レセプタクル53とバッテリ6との通電を遮断させる。
プラグ55をさらにレセプタクル53から引き抜くと、図9の(b)に示すように、レセプタクル53のオス端子72とプラグ55のメス端子78との導通状態が解除される。これによりBMS103側の電力線106と充電器58側の電力線115とが切り離されるとともに、BMS103側の通信線113と充電器58側の通信線116とが切り離される。またレセプタクル53からプラグ55が引き抜かれると、BMS103は、レセプタクル53からプラグ55が引き抜かれたことを接続検知線114の電圧から検知する。
本実施形態においては、オス端子72とメス端子78の接続が解除される前にレセプタクル53とバッテリ6との通電が遮断されているので、レセプタクル53の電力線106に接続された正負極端子72a、72fと、プラグ55の電力線115に接続された正負極端子78a、78fとが離間する際のアーク放電発生が確実に防止される。
プラグ55をレセプタクル53から完全に引き抜くと、レセプタクル53の接続口54はリッド85により閉塞される。その後、収容空間S1からプラグ55を取り出し、シート29を回動させて収容空間S1の開口部30を閉塞する。収容空間S1がシート29で塞がれることにより、収容空間S1への雨水や埃の浸入が防止されるため、レセプタクル53は、シート29及びリッド85によって二重に保護されることとなる。
以上説明したように、本実施形態においては、プラグ55がレセプタクル53に対して挿抜される際において、リッド85の爪部88がプラグ55の一部または挿抜を行なう操作者の手と接触する位置に設けられて本発明の接触部として機能する。接触部は当該接触によってリッド85の開閉状態を変化させる。信号変更部としてのリッド開閉スイッチ42は、リッド42の開閉状態に基づいて信号線としての通信線113を流れる信号の状態を変化させる。そして通電制御部としてのBMS103は、当該信号の状態に応じて、プラグ55の通電端子78a、78fとレセプタクル53の通電端子72a、72fの接続が解除される前に、レセプタクル53とバッテリ6の間の通電を遮断する。
したがって、レセプタクル53に対してプラグ55の挿抜が行なわれた場合におけるアーク放電の発生を確実に防止することができる。また通電遮断の契機としてのリッド85の変位を実現するプラグ55は小型のもので十分であるため、これに対応するレセプタクル53も小型化が可能であり、電動二輪車1への搭載に適している。
また本実施形態においては、通電遮断の契機となるスイッチング動作を、リッド85が所定の開度以上開いた状態で行なわせるようにしている。そしてレセプタクル53に対するプラグ55の完全嵌合状態を解除する際には、必ず爪部88がプラグ55のガイド突条105に当接してリッド85を回動させ、上記所定の開度以上に開いた状態となるように構成されている。したがって充電中に予期せぬプラグ55の引き抜き動作が行なわれた場合においても、確実にアーク放電の発生を防止することができる。
図10の(b)に示すプラグ55のレセプタクル53に対する完全嵌合状態において、予期せぬ外力が加わることで(異物の衝突、子供の悪戯など)リッド85が操作されることが考えられる。しかしながら当該外力によりガイド突条105の後端面107に対するリッド85の爪部88の係止が解除されれば、必ずリッド85は上記所定の開度以上に開かれてリッド開閉スイッチ42をオフ状態とする。したがって予期せぬリッド85の操作を通じたプラグ55の引き抜きに対しても、確実にアーク放電の発生を防止することができる。
上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。
BMS103による通電制御は、必ずしもレセプタクル53とバッテリ6の間の通電を完全に遮断することを要しない。プラグ55の挿抜操作に伴うアーク放電の発生を防止しうる程度にレセプタクル53における電圧または電流を抑制する構成としてもよい。
レセプタクル53の配置場所はシート29の下方に設けられた収容空間S1に限られるものではない。例えば図11に示す電動二輪車1Aのように、後カバー27における車両の左側に設けられた収容空間S2にレセプタクル53が配置される構成としてもよい。この収容空間S2の開口部212は車両の側方に開口する。この収容空間S2の外壁には、開口部212を、開閉可能な蓋体213が設けられている。
レセプタクル53とバッテリ6の通電を制御する通電制御部としての機能は、必ずしもBMS103単体により担われることを要しない。電動二輪車1に搭載され、制御機能を有するCCU102とMCU107の少なくとも一方により当該通電制御部としての機能の少なくとも一部を担わせることができる。
リッド85の開閉状態を変化させる接触部としての機能は、必ずしもリッド85の内面に設けられた爪部88に担わせることを要しない。プラグ55をレセプタクル53から引き抜く際においてプラグ55の一部または操作者の手と接触可能とされていれば、適宜の形状と配置を採用することができる。例えばリッド85の平板部86の左右両端部に形成された鍔部86aも接触部としての機能を担いうる。
リッド開閉スイッチ42のオンオフ状態と通信線113の遮断状態の組合せは任意である。すなわちリッド開閉スイッチ42がオン状態とされたときに通信線113を流れる信号を遮断する構成としてもよい。
リッド85の開閉状態と通信線113の遮断状態の組合せも任意である。すなわちリッド85が接続口54の開口を開放している状態において通信線113を信号が流れるようにし、BMS103が当該信号が流れた事実をもってレセプタクル53とバッテリ6の通電を遮断する構成としてもよい。
通信線113の遮断は、必ずしもリッド開閉スイッチ42により直接行なわれることを要しない。リッド開閉スイッチ42から出力される信号により動作する適宜の回路要素により通信線113の遮断が行なわれる構成としてもよい。
リッド85の開閉状態により信号線113の信号状態を変更する信号変更部としての機能は、リッド85の開閉状態に応じて信号を変更する位置センサによっても実現可能である。
リッド85の開閉状態により信号状態に変化がもたらされる信号線は、通信線113に限られない。アーク放電防止の観点からは電源線以外の信号線であればよく、接続検知線114の途中にリッド開閉スイッチ42を設ける構成としてもよい。
本発明が適用される鞍乗型電動車両における車輪の数は二つに限られるものではなく、適宜に定められる。
本出願は、2011年12月22日に提出された日本国特許出願2011−281193、および2012年11月27日に提出された日本国特許出願2012−258857に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (8)
- 充電プラグが嵌め合わされる接続口と通電端子を有する充電レセプタクルと、
前記接続口を開閉する蓋体と、
前記通電端子と通電可能に接続されたバッテリと、
前記通電端子と前記バッテリとの通電を制御する通電制御部と、
前記通電制御部に接続された信号線と、
前記信号線を流れる信号の状態を変える信号変更部とを備え、
前記蓋体は、前記接続口から嵌合された充電プラグを引き抜く際において充電プラグまたは充電プラグを引き抜く操作者の手と接触することにより、当該蓋体の開閉状態を変化させる接触部を有し、
前記信号変更部は、前記蓋体の開閉状態に基づいて前記信号線を流れる信号の状態を変更し、
前記通電制御部は、前記信号線の信号状態に応じて、充電プラグの通電端子と前記充電レセプタクルの通電端子の接続が解除される前に、前記充電レセプタクルと前記バッテリとの通電を遮断または抑制する、鞍乗型電動車両。 - 前記接触部は、前記接続口に対向する前記蓋体の内面に設けられている、請求項1に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記蓋体は、前記接続口に対して揺動可能に設けられている、請求項2に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記信号変更部は、前記蓋体が所定の開度以上開いた状態で前記信号線を流れる信号を遮断するスイッチである、請求項1から3の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記信号変更部は、前記蓋体が所定の開度未満開いた状態で前記信号線を流れる信号を遮断するスイッチである、請求項1から3の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記信号変更部は、前記蓋体の開閉位置に応じて信号を変更する位置センサである、請求項1から3の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記信号線は、前記バッテリに電力を供給する充電器の制御部と前記通電制御部とを接続する通信線である、請求項1から6の何れか一項に記載の鞍乗型電動車両。
- 前記充電レセプタクルは、その充電プラグの挿抜方向に垂直な第1の方向の寸法が、当該挿抜方向および当該第1の方向に垂直な第2の方向の寸法よりも大きく形成され、複数の端子が前記第1の方向に一列に配置されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の鞍乗型電動車両。
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