JP5879176B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

この発明は、給電用の電極端子を有するバッテリユニットが脱着可能に取り付けられた電動車両に関するものである。

電動二輪車等の電動車両において、給電用の電極端子を有するバッテリユニットが車体のバッテリ収納部に脱着可能に取り付けられたものが知られている。
この種の電動車両では、車体側のバッテリ収納部内に、バッテリユニットの電極端子と接続可能な接続端子が突設されており、バッテリユニットがバッテリ収納部に固定されるときに、接続端子が電極端子に同時に接続されるようになっている。
ところが、このような電動車両の場合、車体側の接続端子がバッテリユニットの装着方向に向かって常に突出しているため、バッテリユニットの装着時に接続端子に負荷が作用しないように慎重な装着作業を必要とされる。

そこで、バッテリユニットの装着を容易にするため、車体側の接続端子を、バッテリユニット固定用のロックピンとともに、進退操作できるようにしたものが案出されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の電動車両は、車体のバッテリ収納部に、操作キーによって進退操作されるロックピンが設けられるとともに、そのロックピンと一体に進退作動するように車体の電力系の接続端子が設けられている。ロックピンと接続端子は、バッテリユニットを車体に装着していない状態では突出せずに後退状態となっており、バッテリユニットをバッテリ収納部にセットし、操作キーを回動操作したときに突出するようになっている。このため、この電動車両では、バッテリユニットをバッテリ収納部にセットするときに、接続端子はバッテリユニットと干渉することがない。

特開平９−２１６５８８号公報

しかし、特許文献１に記載の電動車両は、バッテリユニットをバッテリ収納部にセットするときに、接続端子がバッテリユニットと干渉することはなくなるものの、バッテリユニットをバッテリ収納部にセットした時点では両者の間にある程度の遊びがあるため、つづく操作キーによる操作の際には、接続端子をバッテリユニット側の対応する電極端子に嵌合するのに作業者が微妙な位置調整を行わなければならない場合がある。

そこでこの発明は、バッテリユニットを車体のバッテリ収納部に取り付けるときに、電極端子と接続端子を容易に接続できるようにして、バッテリユニットの装着作業性の向上を図ることのできる電動車両を提供しようとするものである。

この発明に係る電動車両では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、給電用の電極端子（１３）を有するバッテリユニット（ＢＵ）が車体のバッテリ収納部（１４）に脱着可能に取り付けられる電動車両であって、前記バッテリユニット（ＢＵ）が前記バッテリ収納部（１４）内の所定の位置に配置された状態で、前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）に位置決め状態で固定する位置決め固定機構（２６）と、前記バッテリユニット（ＢＵ）上の電極端子（１３）と前記バッテリ収納部（１４）の接続端子（２２）を挿抜可能に接続する端子接続機構（２７）と、前記位置決め固定機構（２６）による前記バッテリユニット（ＢＵ）と前記バッテリ収納部（１４）の位置決め固定操作を行った後に、前記端子接続機構（２７）による前記接続端子（２２）と前記電極端子（１３）との接続操作を許容する定手順操作機構（２８）と、を備え、前記定手順操作機構（２８）は、操作子（３５）を挿し込んで回動操作される駆動シャフト（３４）と、前記駆動シャフト（３４）上に設けられ、前記駆動シャフト（３４）の回動位相に応じて前記位置決め固定機構（２６）を操作する固定操作用カム（３７）と、前記駆動シャフト（３４）上に設けられ、前記駆動シャフト（３４）の回動位相に応じて前記端子接続機構（２７）を操作する接続操作用カム（３８）と、を備え、前記固定操作用カム（３７）と前記接続操作用カム（３８）の駆動シャフト（３４）の回転方向におけるカム山の位相が異なって設定されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る電動車両において、前記駆動シャフト（３４）は、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）をいずれも操作解除状態に維持する全解除位置（Ｐ０）と、前記位置決め固定機構（２６）のみを操作状態にするロック位置（Ｐ１）と、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）をいずれも操作状態にする端子接続位置（Ｐ２）の３つの回動固定位置を有し、前記操作子（３５）は、前記駆動シャフト（３４）の回動固定位置が前記全解除位置（Ｐ０）と前記ロック位置（Ｐ１）のいずれかの場合に抜き取り可能とされ、前記端子接続位置（Ｐ２）の場合に抜き取り不可とされていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る電動車両において、端子接続機構（２７）と前記接続操作用カム（３８）の間には絶縁部材（３３）が介装されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る電動車両において、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）と前記定手順操作機構（２８）を含むブロックが、車両の電力制御装置（２９）のブロックと一体に設けられていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、 給電用の電極端子（１３）を有するバッテリユニット（ＢＵ）が車体のバッテリ収納部（１４）に脱着可能に取り付けられる電動車両であって、前記バッテリユニット（ＢＵ）が前記バッテリ収納部（１４）内の所定の位置に配置された状態で、前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）に位置決め状態で固定する位置決め固定機構（２６）と、前記バッテリユニット（ＢＵ）上の電極端子（１３）と前記バッテリ収納部（１４）の接続端子（２２）を挿抜可能に接続する端子接続機構（２７）と、前記位置決め固定機構（２６）による前記バッテリユニット（ＢＵ）と前記バッテリ収納部（１４）の位置決め固定操作を行った後に、前記端子接続機構（２７）による前記接続端子（２２）と前記電極端子（１３）との接続操作を許容する定手順操作機構（２８）と、を備え、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）と前記定手順操作機構（２８）を含むブロックが、車両の電力制御装置（２９）のブロックと一体に設けられていることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に係る電動車両において、前記バッテリユニット（ＢＵ）はガイド部（１８，１９）を備え、前記バッテリ収納部（１４）は、前記ガイド部（１８，１９）と摺動若しくは転動可能に係合して前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）内の前記所定の位置に案内するガイド受部（１５）を備えていることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に係る電動車両において、前記位置決め固定機構（２６）は、前記バッテリユニット（ＢＵ）の摺動若しくは転動方向と直交する側面に対向して設けられていることを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項６または７に係る電動車両において、前記バッテリユニット（ＢＵ）の前記バッテリ収納部（１４）に最初に挿入される側の端部と逆側の端部には、作業者が把持するための取っ手部（４５）と、前記バッテリユニット（ＢＵ）を車体に係止するための係止手段（４７，５２，５５）とが設けられていることを特徴とするものである。

請求項１，５に係る発明によれば、定手順操作機構の機能により、位置決め固定機構よるバッテリユニットとバッテリ収納部の位置決め固定操作を行った後に、端子接続機構による接続端子と電極端子の接続操作が許容されるため、バッテリユニットを車体に取り付ける際には、必ずバッテリユニットがバッテリ収納部に位置決め固定された後に電極端子と接続端子が接続されるようになる。
したがって、この発明によれば、電極端子と接続端子を容易に接続できるようになり、バッテリユニットの装着作業性が向上する。

さらに、請求項１に係る発明によれば、操作子による駆動シャフトの回動操作によって固定操作用カムと接続操作用カムを異なるタイミングで作動させる構造とされているため、操作性が良く小型化が可能な構造でありながら、バッテリ収納部に対するバッテリユニットの位置決め固定と、接続端子に対する電極端子の接続を、時間差をもって確実に行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、駆動シャフトが全解除位置とロック位置と端子接続位置の回動固定位置を持ち、駆動シャフトの回動固定位置が全解除位置とロック位置の場合に操作子の抜き取りが可能とされ、端子接続位置の場合に操作子の抜き取りができないように設定されているため、車体の接続端子がバッテリユニットの電極端子に接続された状態で操作子が抜き取られることがなくなる。このため、操作子を抜き取って駐車する場合には、バッテリユニットの電極端子を車体側の接続端子と非接触状態に維持することができる。したがって、この発明によれば、暗電流の確実なカットと盗難防止を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、端子接続機構と接続操作用カムの間に絶縁部材が介装されているため、接続操作用カムを通した電流損失を防止することができる。

請求項４，５に係る発明によれば、位置決め固定機構と端子接続機構と定手順操作機構を含むブロックが、車両の電力制御装置のブロックと一体にされているため、バッテリユニットと電力制御装置の間の配線を簡素化することができる。

請求項６に係る発明によれば、バッテリユニットのガイドをバッテリ収納部のガイド受部と摺動若しくは転動可能に係合させることで、バッテリユニットをバッテリ収納部内の所定の位置に案内することができるため、重量物であるバッテリユニットを容易に所定の位置に移動させることができる。

請求項７に係る発明によれば、位置決め固定機構が、バッテリユニットの摺動若しくは転動方向と直交する側面に対向して設けられているため、バッテリユニットを挿入方向において正確に位置決め固定することができる。

請求項８に係る発明によれば、バッテリユニットのバッテリ収納部に最初に挿入される側と逆側の端部に取っ手部と係止手段が設けられているため、バッテリユニットの装着時に前記逆側の端部に配置された取っ手部を把持してバッテリユニットの操作を行い、最後に前記逆側の端部を係止手段によって車体に係止することができる。したがって、この発明によれば、バッテリユニットの装着作業性を向上させることができるとともに、バッテリユニットの設置剛性を高めることができる。

この発明の第１の実施形態の電動式自動二輪車の側面図である。 この発明の第１の実施形態のバッテリユニットと車体側のバッテリ収納部を示す斜視図である。 この発明の第１の実施形態の図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の第１の実施形態のバッテリ収納部の内部の構造を示す上面図である。 この発明の第１の実施形態のバッテリ収納部の内部の構造を示す斜視図である。 この発明の第１の実施形態の定手順操作機構と位置決め固定機構の作動を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で順に示す、図５のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 この発明の第１の実施形態の定手順操作機構と端子接続機構の作動を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で順に示す、図５のＣ−Ｃ断面に対応する断面図である。 この発明の第１の実施形態の定手順操作機構と電気接点の作動状態を（Ａ），（Ｃ）で示す、図５のＣ−Ｃ断面に対応する断面図である。 この発明の第１の実施形態のバッテリユニットの後端部と車体の模式的な断面図である。 この発明の第２の実施形態のバッテリユニットの後端部と車体の模式的な断面図である。 この発明の第３の実施形態のバッテリユニットの後端部と車体の模式的な断面図である。 この発明の第３の実施形態のバッテリユニットの後端部の模式的な平面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特別に断らない限り車両における向きと同一とする。また、図中の矢印ＦＲは車両の前方側を指し、矢印ＵＰは車両の上方を指し、矢印ＬＨは車両の左側を指すものとする。

図１は、この実施形態の電動車両の全体を示す側面図である。
この実施形態の電動車両はスクータ型の電動二輪車１である。電動二輪車１は、操向用のバーハンドル２と乗員着座用のシート３の間に乗員の足を載せ置くステップフロア４が設けられ、後輪Ｗｒが電動モータ５によって駆動されるようになっている。また、この電動二輪車１は、車体フレームＦの前後に前輪Ｗｆの懸架系と後輪Ｗｒの懸架系がそれぞれ支持されるとともに、車体フレームＦの前後方向のほぼ中央の上部にシート３が支持されている。

車体フレームＦは、前端部にヘッドパイプ６が結合されたメインフレーム７がシート３の下方まで延出し、メインフレーム７の後端部には、車幅方向に延出するクロスパイプ１０を介して左右一対のリアフレーム８が結合されている。左右のリアフレーム８は車体の後部斜め上方に向かって延出し、車体の後端において相互に連結されている。また、クロスパイプ１０には、上方側に立ちあがった後に車体の後方側に向かって屈曲し、その屈曲部の上面側でシート３を支持する左右一対のシートレール９が結合されている。

メインフレーム７の前端部に結合されたヘッドパイプ６にはステムパイプ４０が回動可能に保持されている。ステムパイプ４０には、上記のバーハンドル２が結合されととともに、前輪Ｗｆを軸支するフロントフォーク１１が連結されている。

また、メインフレーム７の後端部には、後輪Ｗｒを支持するスイングアーム１２が揺動可能に支持されている。スイングアーム１２の後部には、後輪Ｗｒを駆動するための電動モータ５が支持されている。また、スイングアーム１２の後端部はクッションユニット６０を介してリアフレーム８の後端部に支持されている。

ところで、シート３の下方において、左右のリアフレーム８とシートレール９に囲まれた領域には、電動モータ５とその他の電装部品に電力を供給するためのバッテリユニットＢＵが脱着可能に設置されている。この実施形態のバッテリユニットＢＵは、詳細な図示は省略するが、略直方体状のバッテリボックスの内側に複数のバッテリモジュールが収納された構成とされている。なお、バッテリユニットＢＵは単一のバッテリモジュールから成るものであっても良い。

図２は、バッテリユニットＢＵと、バッテリユニットＢＵが取り付けられる車体側のバッテリ収納部１４を示す図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面に対応する断面を示す図である。
バッテリ収納部１４は、車体の左右のリアフレーム８に図示しないブラケットを介して取り付けられたガイドレール１５（ガイド受部）と、左右のリアフレーム８の前端部に図示しないサブフレームを介して両リアフレーム８に掛け渡すように固定されたバッテリ固定ブロック１６と、を備えている。

ガイドレール１５は、バッテリユニットＢＵの脱着時にバッテリユニットＢＵを案内する部材であり、リアフレーム８に沿って車体前後方向に延出している。ガイドレール１５は断面略Ｌ字状に形成され、バッテリユニットＢＵの荷重を下方側から支える底壁部１５ａと、バッテリユニットＢＵの車幅方向外側の変位を規制する側壁部１５ｂと、を備えている。
なお、バッテリユニットＢＵは、図１に示すように、リアフレーム８とシートレール９の後端部側からバッテリ収納部１４に対する脱着が行われるようになっている。図１中の符号１７は、シートレール９の後端部に取り付けられ、バッテリ収納部１４の後方側を開閉可能に閉塞する蓋部材である。

バッテリユニットＢＵは、車体前後方向に長い直方体状に形成され、車幅方向の左右の側面には、ガイドフランジ１８（ガイド部）が突設されている。ガイドフランジ１８はバッテリユニットＢＵの長手方向に沿って直線状に延出し、バッテリユニットＢＵをバッテリ収納部１４に対して脱着する際にバッテリ収納部１４側のガイドレール１５によって案内されるようになっている。ガイドフランジ１８には、転動面が同ガイドフランジ１８の下面よりも下方に突出するように複数のローラ１９（ガイド部）が回転可能に取り付けられている。この各ローラ１９は、対応するガイドレール１５の底壁部１５ａ上を転動する。また、ガイドフランジ１８の車幅方向外側の側面は、バッテリユニットＢＵの脱着操作時に対応するガイドレール１５の側壁部１５ｂと摺接する。
バッテリユニットＢＵは、左右のガイドレール１５の底壁部１５ａ上をローラ１９によって転動することにより下方の変位を規制されるとともに、左右のガイドフランジ１８が対応するガイドレール１５の側壁部１５ｂに対して摺動することにより車幅方向左右の変位を規制される。

また、バッテリユニットＢＵの前端部には、略方形状に切欠かれた切欠き部２０が設けられ、その切欠き部２０の下面に、後述するバッテリ固定ブロック１６側のロックピン２１と接続端子ピン２２（接続端子）の嵌入される位置決め孔２３と接続孔２４が形成されている。位置決め孔２３と接続孔２４は各２つずつ設けられ、車幅方向に離間して配置された２つの位置決め孔２３の間に２つの接続孔２４が隣接して配置されている。位置決め孔２３と接続孔２４は、車幅方向（バッテリユニットＢＵの長手方向と直交する方向）に沿って一直線上に並んで配置されている。
なお、各接続孔２４の内部にはバッテリユニットＢＵの電極端子１３が配置されており、接続端子ピン２２が接続孔２４に完全に嵌入されたところで、接続端子ピン２２と電極端子１３とが電気的に接続されるようになっている。

一方、バッテリ固定ブロック１６は、車体後方側に開口する断面略コ字状の嵌合凹部２５を備え、その嵌合凹部２５にバッテリユニットＢＵの前端部が嵌入されるようになっている。嵌合凹部２５は、下部壁２５ａおよび上部壁２５ｂと、両壁２５ａ，２５ｂを接続する接続壁２５ｃとを備え、バッテリユニットＢＵの前端部が嵌入されたときに、バッテリユニットＢＵの上下方向の変位が上部壁２５ｂと下部壁２５ａによって規制されるようになっている。

バッテリ固定ブロック１６の下部壁２５ａには、嵌合凹部２５に嵌入されたバッテリユニットＢＵを位置決め固定する位置決め固定機構２６と、接続端子ピン２２をバッテリユニットＢＵ側の電極端子１３に対して挿抜可能に接続する端子接続機構２７と、位置決め固定機構２６と端子接続機構２７を一定手順で操作するキーシリンダ２８（定手順操作機構）と、が内装されている。
また、バッテリ固定ブロック１６の車両前部側には、電動モータ５の駆動電流を制御するためのＰＤＵ（Power Drive Unit）を含む電力制御装置２９のブロックが一体に設けられている。

図４，図５は、バッテリ固定ブロック１６内の位置決め固定機構２６と端子接続機構２７とキーシリンダ２８の詳細構造を示す図である。
これらの図に示すように、バッテリ固定ブロック１６の下部壁２５ａの上面には、ロックピン２１が出没可能に収納されるピン孔３０と、接続端子ピン２２が出没可能に収納されるピン孔３１が各２つずつ設けられている。これらのピン孔３０，３１は、バッテリユニットＢＵがバッテリ固定ブロック１６の嵌合凹部２５に完全に嵌合されたときに、対応する位置決め孔２３と接続孔２４に対して重なる位置に設けられている。これらのピン孔３０，３１は車幅方向に沿って一直線状に並んで形成されている。

位置決め固定機構２６は、ピン孔３０内に出没自在に収納される金属製のロックピン２１と、ロックピン２１をピン孔３０内に没する方向に付勢する図示しないリターンスプリングと、を備えている。ロックピン２１は、突出時にバッテリユニットＢＵ側の位置決め孔２３内に位置決め状態で案内されるように、先端部にテーパ面が設けられている。

端子接続機構２７は、ピン孔３１内に出没自在に収納される金属製の接続端子ピン２２と、接続端子ピン２２をピン孔３１内に没する方向に付勢する図示しないリターンスプリングと、を備えている。各接続端子ピン２２の基端部には、接続端子ピン２２を電力制御装置２９側の配線に電気的に接続するコネクタ３２が取り付けられている。そして、各接続端子ピン２２のコネクタ３２は、絶縁部材からなる共通のベースプレート３３上に取り付けられている。

キーシリンダ２８は、バッテリ固定ブロック１６の下部壁２５ａ内に回動可能に保持された駆動シャフト３４を備えている。駆動シャフト３４は、下部壁２５ａ内に車幅方向（バッテリユニットＢＵの挿入方向と直交する方向）に沿って配置されている。そして、駆動シャフト３４の一端部は、バッテリ固定ブロック１６の一方の側面（車両右側の側面）から外側に露出しており、その露出した端面には、操作キー３５（操作子）を挿入するためキー溝３６が設けられている。
駆動シャフト３４は、キー溝３６に操作キー３５が差し込まれて、その操作キー３５が操作された場合にのみ、後に詳述する軸回りの３つの回動固定位置のいずれかへの回動操作が可能となっている。

駆動シャフト３４には、位置決め固定機構２６のロックピン２１を進退操作するための２つの固定操作用カム３７と、端子接続機構２７の接続端子ピン２２を進退操作するための一つの接続操作用カム３８が設けられている。固定操作用カム３７と接続操作用カム３８は、駆動シャフト３４の回動位置に応じて、ロックピン２１と接続端子ピン２２を対応するピン孔３０，３１内において進退作動させる。

図６は、駆動シャフト３４の回動位置に応じた固定操作用カム３７とロックピン２１の挙動を示す図であり、図７は、駆動シャフト３４の回動位置に応じた接続操作用カム３８の挙動を示す図である。
駆動シャフト３４は、図６，図７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に対応する以下の３つの回動固定位置を有する。
（Ａ）全解除位置Ｐ０…位置決め固定機構２６と端子接続機構２７をいずれも解除状態（ピン後退状態）に維持する回動固定位置。
（Ｂ）ロック位置Ｐ１…位置決め固定機構２６のみを操作状態（ピン突出状態）に維持する固定位置。
（Ｃ）端子接続位置Ｐ２…位置決め固定機構２６と端子接続機構２７をいずれも操作状態（ピン突出状態）に維持する回動固定位置。
ロック位置Ｐ１は、キー溝３６がほぼ鉛直になる駆動シャフト３４の回動位置に設定され、全解除位置Ｐ０は、ロック位置Ｐ１よりも半時計回りに約４５°ずれた駆動シャフト３４の回動位置に設定されている。また、端子接続位置Ｐ２は、ロック位置Ｐ１よりも時計回りに約４５°ずれた駆動シャフト３４の回動位置に設定されている。

固定操作用カム３７と接続操作用カム３８は、駆動シャフト３４の回転方向において
両者のカム山３７ａ，３８ａの頂部位相が異なって設定されている。このため、位置決め固定機構２６のロックピン２１と、端子接続機構２７の接続端子ピン２２とは異なる突出挙動となっている。

固定操作用カム３７は、駆動シャフト３４の回動固定位置が図６（Ａ）に示す全解除位置Ｐ０のときに、ロックピン２１を後退状態に維持している。固定操作用カム３７は、この状態から駆動シャフト３４が図６（Ｂ）に示すロック位置Ｐ１や、図６（Ｃ）に示す端子接続位置Ｐ２に回動操作されると、カム山３７ａがロックピン２１を押し上げ、ロックピン２１の先端部をバッテリ固定ブロック１６の下部壁２５ａから上方に突出させる。
このとき、バッテリユニットＢＵの前端部がバッテリ固定ブロック１６の嵌合凹部２５内にセットされていれば、ロックピン２１の先端部がバッテリユニットＢＵ側の位置決め孔２３（図２参照）に嵌入される。

接続操作用カム３８は、駆動シャフト３４の回動固定位置が図７（Ａ）に示す全解除位置Ｐ０と図７（Ｂ）に示すロック位置Ｐ１のときに、接続端子ピン２２を後退状態に維持している。接続操作用カム３８は、この状態から駆動シャフト３４が図７（Ｃ）に示す端子接続位置Ｐ２に回動操作されると、カム山３８ａが接続端子ピン２２を上方に押し上げ、接続端子ピン２２の先端部をバッテリ固定ブロック１６の下部壁２５ａから上方に突出させる。
なお、駆動シャフト３４が図７（Ｃ）に示すように端子接続位置Ｐ２に回動操作されるときには、その前段階として必ずロック位置Ｐ１を経るため、このとき、バッテリユニットＢＵの前端部がバッテリ固定ブロック１６の嵌合凹部２５内にセットされていれば、バッテリユニットＢＵは既にロックピン２１によって位置決め固定されている。接続端子ピン２２は、この状態においてバッテリユニットＢＵの接続孔２４（図２参照）内に嵌入され、接続孔２４内の電極端子１３に対して電気的に接続される。
したがって、定手順操作機構であるキーシリンダ２８は、位置決め固定機構２６によるバッテリユニットＢＵとバッテリ収納部１４（嵌合凹部２５）の位置決め固定操作を経た場合にのみ、端子接続機構２７による接続端子ピン２２と電極端子１３の接続操作を許容する。

また、駆動シャフト３４を回動操作する操作キー３５は、駆動シャフト３４の回動固定位置が全解除位置Ｐ０のときとロック位置Ｐ１のときにのみ、キー溝３６に対する抜き取り操作と挿入操作が可能とされている。操作キー３５の抜き取り操作と挿入操作は、駆動シャフト３４の回動固定位置が端子接続位置Ｐ２のときには行えないように規制されている。したがって、駐車時に操作キー３５を抜き取る場合には、駆動シャフト３４の回動固定位置は全解除位置Ｐ０とロック位置Ｐ１のいずれかになる。

図８は、駆動シャフト３４の回動位置に応じた接続操作用カム３８の挙動と、そのときのバッテリ固定ブロック１６内の電気接点の状態を示す図である。
各接続端子ピン２２の基端に取り付けられたコネクタ３２には、バッテリ固定ブロック１６側の固定接点４２に対峙する可動接点４３が設けられている。可動接点４３は接続端子ピン２２に接続され、固定接点４２は電力制御装置２９に配線接続されている。可動接点４３は、接続操作用カム３８による押し上げによって接続端子ピン２２が最大に突出したときに固定接点４２と接触接続し、それ以外の状況では固定接点から離間する。したがって、操作キー３５によって駆動シャフト３４が端子接続位置Ｐ２に操作されるまでは、接続端子ピン２２は電力制御装置２９側の配線に対して遮断状態とされている。なお、図８中の符号４４は、固定接点４２と可動接点４３の周囲を覆う蛇腹状の絶縁部材である。

図９は、バッテリユニットＢＵの後端部と車体側の部材を示す図である。
バッテリユニットＢＵの後端面には、乗員による把持が可能な取っ手部４５が突出して設けられている。また、バッテリユニットＢＵの後端側の下面には切欠き部４６が設けられ、その切欠き部４６の後端側には、先端部が下方に屈曲した係止フック４７（係止手段）の基端が支持されている。係止フック４７はバッテリユニットＢＵに回動可能に支持されるとともに、スプリング４８によって一定傾斜姿勢になるように下方に向けて付勢されている。係止フック４７は切欠き部４６内において上方側への持ち上げ操作が可能となっている。

また、係止フック４７の先端部は、バッテリユニットＢＵがバッテリ収納部１４内に完全に収納されたときに、図９（Ａ）に示すようにスプリング４８の力を受けて車体後部のクロスバー４９に係合される。クロスバー４９に対する係止フック４７の先端部の係合は、図９（Ｂ）に示すようにバッテリユニットＢＵを前方にスライドさせたときに自動的に行われる。即ち、バッテリユニットＢＵを終端位置近くまで前方にスライド移動させると、係止フック４７の先端部がクロスバー４９に当接して上方に持ち上げられ、係止フック４７がクロスバー４９を乗り越えたところで、係止フック４７の先端部がスプリング４８の力を受けてクロスバー４９に自然に係合される。
なお、取っ手部４５には、取っ手部４５と合わせて握り込むことによって係止フック４７を上方に押し上げることのできる解除レバー５０が取り付けられている。バッテリユニットＢＵを車両から取り外す場合には、スプリング４８の力に抗して解除レバー５０によって係止フック４７を押し上げることにより、クロスバー４９に対する係止フック４７の係合を解除し、そのまま取っ手部４５をもってバッテリユニットＢＵを後方側に引き出す。

この電動二輪車１において、車両のバッテリ収納部１４にバッテリユニットＢＵを取り付ける場合には、車体後部の蓋部材１７を開き、バッテリユニットＢＵをガイドレール１５に沿わせて前方のバッテリ固定ブロック１６方向に移動させる。こうして、バッテリユニットＢＵが終端部まで移動すると、バッテリユニットＢＵの前端部がバッテリ固定ブロック１６の嵌合凹部２５に嵌入されるとともに、バッテリユニットＢＵの後端部の係止フック４７がクロスバー４９と係合される。蓋部材１７はこの後の任意のタイミングで閉じられる。
運転者は、この状態からキーシリンダ２８のキー溝３６に操作キー３５を挿し込み、キーシリンダ２８の駆動シャフト３４を全解除位置Ｐ０からロック位置Ｐ１を経て端子接続位置Ｐ２まで回動させる。この結果、バッテリユニットＢＵは車両の電力制御装置２９に電気的に接続されることになり、車両は電動モータ５による発進が可能となる。

また、運転者が駐車のために操作キーを抜き取る場合には、キーシリンダ２８の駆動シャフト３４をロック位置Ｐ１または全解除位置Ｐ０に戻す。
また、運転者等の作業者がバッテリユニットＢＵを車両から取り外す場合には、駆動シャフト３４を全解除位置Ｐ０まで戻し、その状態で車体後部の蓋部材１７が開き、後端の取っ手部４５を解除レバー５０とともに把持して、バッテリユニットＢＵをバッテリ収納部１４から引き出す。

以上のように、この電動二輪車１においては、バッテリユニットＢＵをバッテリ収納部１４に取り付ける際には、キーシリンダ２８の機能により、必ず位置決め固定機構２６のロックピン２１でバッテリユニットＢＵを位置決め固定した後に、電極端子１３の接続孔２４に対する接続端子ピン２２の嵌入が行われるため、接続端子ピン２２を常に位置ずれのない状態において、電極端子１３の接続孔２４に嵌入することができる。したがって、この構造により、バッテリユニットＢＵの取り付け時に電極端子１３と接続端子ピン２２とを容易に接続できるようになり、バッテリユニットＢＵの取り付け時における作業性が向上する。

また、この実施形態においては、バッテリユニットＢＵの位置決め固定を経た後に、接続端子ピン２２を電極端子１３に接続する手段として、回動可能な駆動シャフト３４上に固定操作用カム３７と接続操作用カム３８が設けられ、固定操作用カム３７と接続操作用カム３８の駆動シャフト３４の回転方向における各カム山３７ａ，３８ａの頂部の位相が異なるように設定されているため、操作性が良く小型化が可能な構造でありながら、バッテリユニットＢＵの位置決め固定と、接続端子ピン２２と電極端子１３との接続を、時間差をもって確実に行うことができる。

また、この実施形態では、キーシリンダ２８の駆動シャフト３４が全解除位置Ｐ０とロック位置Ｐ１と端子接続位置Ｐ２の３つの回動固定位置を持ち、回動固定位置が全解除位置Ｐ０とロック位置Ｐ１の場合にのみ操作キー３５の抜き取りが可能とされているため、車体側の接続端子ピン２２がバッテリユニットＢＵ側の電極端子１３と接続されたまま、操作キー３５が抜き取られることがない。したがって、運転者が操作キー３５を抜き取って駐車する場合には、必ずバッテリユニットＢＵと電力制御装置２９の間が非導通状態となるため、暗電流を確実にカットすることができるとともに、車両の盗難防止を図ることができる。

また、この実施形態の電動二輪車１では、バッテリユニットＢＵ側の電極端子１３に接続される接続端子ピン２２と、キーシリンダ２８の接続操作用カム３８の間に介装されるベースプレート３３が絶縁部材によって形成されているため、接続操作用カム３８を通した電流損失を防止することができる。
なお、この実施形態においては、ベースプレート３３を絶縁部材によって形成しているが、ベースプレート３３を金属材料によって形成し、ベースプレート３３と接続端子ピン２２の間に別の絶縁部材を設けるようにしても良い。

さらに、この実施形態においては、キーシリンダ２８と位置決め固定機構２６と端子接続機構２７を内装するバッテリ固定ブロック１６が、電力制御装置２９のブロックと一体化されているため、バッテリユニットＢＵと電力制御装置２９の間の配線構造を簡素化することができる。

また、この実施形態の場合、バッテリユニットＢＵの左右の側部にガイドフランジ１８とローラ１９が設けられるとともに、車体のバッテリ収納部１４に、ガイドフランジ１８とローラ１９をバッテリユニットＢＵの挿入方向に沿って案内するガイドレール１５が設けられているため、重量物であるバッテリユニットＢＵの脱着操作を容易に行うことができる。

また、この実施形態においては、ロックピン２１によってバッテリユニットＢＵを位置決め固定する位置決め固定機構２６が、バッテリ収納部１４に対するバッテリユニットＢＵの挿入方向と直交する下面と対向して設けられているため、バッテリユニットＢＵを挿入方向において正確な位置で位置決め固定することができる。なお、位置決め固定機構２６は、バッテリユニットＢＵの挿入方向と直交する上面や側面と対向して設けるようにしても良い。ただし、この実施形態のようにバッテリユニットＢＵの挿入方向と直交する下面と対応して設けるようにした場合には、ロックピン２１の突出作動時にバッテリユニットＢＵの重力が作用してバッテリユニッＢＵトのぐらつきが少なくなる利点がある。

また、この実施形態の電動二輪車１においては、バッテリユニットＢＵの後端部に取っ手部４５が設けられるとともに、車体のクロスバー４９と係合される係止フック４７が設けられているため、バッテリユニットＢＵの装着時に取っ手部４５を把持してバッテリユニットＢＵの操作を容易に行うことができるとともに、最後に係止フック４７をクロスバー４９に係合させることにより、バッテリユニットＢＵの後端部を車体にガタツキなく支持させることができる。このため、バッテリユニットＢＵの装着作業性が高まり、バッテリユニットＢＵの設置剛性も高まる。

図１０は、第２の実施形態を示す図であり、図１１，図１２は、第３の実施形態を示す図である。これらの第２，第３の実施形態は、バッテリユニットＢＵの後部を車体側に係止する係止手段の構成のみが異なり、他の部分の構成は第１の実施形態と同様となっている。以下、第２，第３の実施形態について順次説明する。

図１０に示す第２の実施形態は、バッテリユニットＢＵの後端面に取っ手部４５が突出して設けられるとともに、取っ手部４５の下方に操作レバー５２（係止手段）が設けられている。操作レバー５２は、バッテリユニットＢＵの後端部に設けられた枢支部５３に略中央部が揺動可能に支持されている。操作レバー５２の一端側には、枢支部５３の下方において先端部が前部上方側に向かって屈曲したフック部５２ａが形成されている。一方、操作レバー５２の他端側には、枢支部５３の上方側において先端部が取っ手部４５の下面と略平行に延出する把持部５２ｂが一体に形成されている。把持部５２ｂはスプリング４８によって下方側に付勢されている。

この実施形態の場合、フック部５２ａはクロスバー４９の下方側から前方に回り込み、スプリング４８の力によってクロスバー４９と係合される。バッテリユニットＢＵの脱着時には、操作レバー５２の把持部５２ｂを取っ手部４５とともに握り込むことによってフック部５２ａを下方に押し開き、それによってクロスバー４９に対するフック部５２ａの係合や係合解除を行うようになっている。

図１１，図１２に示す第３の実施形態は、車体のバッテリユニットＢＵの後端部の収納位置の上方側にロックレバー５４が突設され、バッテリユニットＢＵの後端部の上面に、ロックレバー５４と係合可能な係合プレート５５（係止手段）が取り付けられている。ロックレバー５４は、先端部に円形断面の係止凸部５４ａが一体に形成されている。係合プレート５５は、先端側の上面にロックレバー５４の係止凸部５４ａと係合可能な係止溝５５ａが形成されるとともに、基端側がバッテリユニットＢＵの上面に揺動可能に保持されている。

また、係合プレート５５は、リンク５６を介して傾動操作可能にされるとともに、先端部を上方に突出させるようにスプリング５７によって付勢されている。リンク５６の端部には操作ワイヤ５８が接続され、その操作ワイヤ５８の一部が取っ手部４５に設けられた把持用の孔４５ａ内に配索されている。操作ワイヤ５８の取っ手部４５の孔４５ａ内に配索された部分は、取っ手部４５が把持されるときに同時に引き込まれ、それによって係合プレート５５の先端部を下方に押し下げるようになっている。

この実施形態の場合、バッテリユニットＢＵの取り付け時に、バッテリユニットＢＵを装着方向に移動させると、係合プレート５５がロックレバー５４の係止凸部５４ａと摺接しつつ、係止凸部５４ａによって先端部側を下方に押し下げられる。こうしてバッテリユニットＢＵが最終位置まで移動すると、ロックレバー５４の係止凸部５４ａが係合プレート５５の係止溝５５ａ内に嵌合されることにより、バッテリユニットＢＵの後端部が車体に係止される。
バッテリユニットＢＵを車体から取り外す場合には、バッテリユニットＢＵの取っ手部４５の把持とともに操作ワイヤ５８の一部を後方に引き込み、それによってロックレバー５４（係止凸部５４ａ）に対する係合プレート５５（係止溝５５ａ）の係合を解除する。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では電動二輪車を例に説明したが、この発明に係る電動車両は、電動二輪車に限るものでなく電動式の三輪車両や四輪車両であっても良い。

１ 電動二輪車（電動車両）
１３ 電極端子
１４ バッテリ収納部
１５ ガイドレール（ガイド受部）
１８ ガイドフランジ（ガイド部）
１９ ローラ（ガイド部）
２２ 接続端子ピン（接続端子）
２６ 位置決め固定機構
２７ 端子接続機構
２８ キーシリンダ（定手順操作機構）
２９ 電力制御装置
３３ ベースプレート（絶縁部材）
３４ 駆動シャフト
３５ 操作キー（操作子）
３７ 固定操作用カム
３８ 接続操作用カム
４５ 取っ手部
４７ 係止フック（係止手段）
５２ 操作レバー（係止手段）
５５ 係止プレート（係止手段）
ＢＵ バッテリユニット
Ｐ０ 全解除位置
Ｐ１ ロック位置
Ｐ２ 端子接続位置

Claims (8)

1. 給電用の電極端子（１３）を有するバッテリユニット（ＢＵ）が車体のバッテリ収納部（１４）に脱着可能に取り付けられる電動車両であって、
   前記バッテリユニット（ＢＵ）が前記バッテリ収納部（１４）内の所定の位置に配置された状態で、前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）に位置決め状態で固定する位置決め固定機構（２６）と、
   前記バッテリユニット（ＢＵ）上の電極端子（１３）と前記バッテリ収納部（１４）の接続端子（２２）を挿抜可能に接続する端子接続機構（２７）と、
   前記位置決め固定機構（２６）による前記バッテリユニット（ＢＵ）と前記バッテリ収納部（１４）の位置決め固定操作を行った後に、前記端子接続機構（２７）による前記接続端子（２２）と前記電極端子（１３）との接続操作を許容する定手順操作機構（２８）と、を備え、
   前記定手順操作機構（２８）は、
   操作子（３５）を挿し込んで回動操作される駆動シャフト（３４）と、
   前記駆動シャフト（３４）上に設けられ、前記駆動シャフト（３４）の回動位相に応じて前記位置決め固定機構（２６）を操作する固定操作用カム（３７）と、
   前記駆動シャフト（３４）上に設けられ、前記駆動シャフト（３４）の回動位相に応じて前記端子接続機構（２７）を操作する接続操作用カム（３８）と、を備え、
   前記固定操作用カム（３７）と前記接続操作用カム（３８）の駆動シャフト（３４）の回転方向におけるカム山の位相が異なって設定されていることを特徴とする電動車両。
2. 前記駆動シャフト（３４）は、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）をいずれも操作解除状態に維持する全解除位置（Ｐ０）と、前記位置決め固定機構（２６）のみを操作状態にするロック位置（Ｐ１）と、前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）をいずれも操作状態にする端子接続位置（Ｐ２）の回動固定位置を有し、
   前記操作子（３５）は、前記駆動シャフト（３４）の回動固定位置が前記全解除位置（Ｐ０）と前記ロック位置（Ｐ１）のいずれかの場合に抜き取り可能とされ、前記端子接続位置（Ｐ２）の場合に抜き取り不可とされていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 端子接続機構（２７）と前記接続操作用カム（３８）の間には絶縁部材（３３）が介装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両。
4. 前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）と前記定手順操作機構（２８）を含むブロックが、車両の電力制御装置（２９）のブロックと一体に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 給電用の電極端子（１３）を有するバッテリユニット（ＢＵ）が車体のバッテリ収納部（１４）に脱着可能に取り付けられる電動車両であって、
   前記バッテリユニット（ＢＵ）が前記バッテリ収納部（１４）内の所定の位置に配置された状態で、前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）に位置決め状態で固定する位置決め固定機構（２６）と、
   前記バッテリユニット（ＢＵ）上の電極端子（１３）と前記バッテリ収納部（１４）の接続端子（２２）を挿抜可能に接続する端子接続機構（２７）と、
   前記位置決め固定機構（２６）による前記バッテリユニット（ＢＵ）と前記バッテリ収納部（１４）の位置決め固定操作を行った後に、前記端子接続機構（２７）による前記接続端子（２２）と前記電極端子（１３）との接続操作を許容する定手順操作機構（２８）と、を備え、
   前記位置決め固定機構（２６）と前記端子接続機構（２７）と前記定手順操作機構（２８）を含むブロックが、車両の電力制御装置（２９）のブロックと一体に設けられていることを特徴とする電動車両。
6. 前記バッテリユニット（ＢＵ）はガイド部（１８，１９）を備え、
   前記バッテリ収納部（１４）は、前記ガイド部（１８，１９）と摺動若しくは転動可能に係合して前記バッテリユニット（ＢＵ）を前記バッテリ収納部（１４）内の前記所定の位置に案内するガイド受部（１５）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両。
7. 前記位置決め固定機構（２６）は、前記バッテリユニット（ＢＵ）の摺動若しくは転動方向と直交する側面に対向して設けられていることを特徴とする請求項６に記載の電動車両。
8. 前記バッテリユニット（ＢＵ）の前記バッテリ収納部（１４）に最初に挿入される側の端部と逆側の端部には、作業者が把持するための取っ手部（４５）と、前記バッテリユニット（ＢＵ）を車体に係止するための係止手段（４７，５２，５５）とが設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の電動車両。

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