JP7068959B2 - バッテリ用コネクタアセンブリ及びバッテリ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリに接続可能なコネクタを有するバッテリ用コネクタアセンブリ、及び、それを備えたバッテリ装置に関する。
特許文献1には、バッテリが搭載された電動草刈機が記載されている。この電動草刈機のような電動作業車両では、搭載されたバッテリから供給される電力で、車輪駆動用のモータなどが動作する。
特開2018-041618号公報
電動作業車両で必要とされるバッテリの蓄電容量、即ち、電動作業車両の運転可能期間は、長時間の作業が要求される業務用途の方が一般消費者用途よりも大きくなる。しかし、業務用途に必要な大容量のバッテリを搭載するのはコストやサイズの点から現実的に難しい。そのため、バッテリを交換式にしておき、電動作業車両に搭載するバッテリを必要に応じて交換することが現実的である。
交換式のバッテリを電動作業車両に搭載する場合、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタと、電動作業車両に設けられる車両側コネクタとを接続し、それらコネクタを介してバッテリから電動作業車両への電力の供給が行われる。また、交換式のバッテリを電動作業車両から取り外して充電する場合、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタと、充電器に設けられる充電器側コネクタとを接続し、それらコネクタを介して充電器からバッテリへの電力の供給が行われる。つまり、交換式のバッテリを採用する場合、そのバッテリには、電動作業車両と接続できること、及び、電動作業車両から取り外された状態で充電器と接続できることの両方が要求される。
但し、バッテリを電動作業車両に搭載した場合にバッテリから電動作業車両へ供給される電力と、バッテリを電動作業車両から取り外して充電する場合に充電器からバッテリへ供給される電力とで、適切な電流や電圧などが異なる場合がある。その場合、電動作業車両の車両側コネクタの端子の配置(形状、大きさ、数、位置など)と、充電器の充電器側コネクタの端子の配置(形状、大きさ、数、位置など)とが異なる場合がある。つまり、交換式のバッテリを採用しようとすると、バッテリのバッテリ側コネクタは、互いに配置の異なる端子を有する電動作業車両の車両側コネクタ及び充電器の充電器側コネクタの両方に適合できなければならないという問題がある。
或いは、電動作業車両の車両側コネクタの端子の配置と、充電器の充電器側コネクタの端子の配置とが同じであったとしても、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタは通常は一つしかないため、バッテリに対して電動作業車両及び充電器を同時に接続することができないという問題がある。例えば、バッテリが電動作業車両に搭載されてバッテリと電動作業車両とが接続された状態で更に充電器をバッテリに接続できれば、バッテリを電動作業車両に搭載したままの状態でバッテリへの充電を行うことができるが、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタが一つであれば、そのようなことは不可能である。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリのコネクタを電動作業車両及び充電器の両方のコネクタに適合させることができるバッテリ用コネクタアセンブリ、及び、それを備えたバッテリ装置を提供する点にある。
本発明のバッテリ用コネクタアセンブリは、コネクタアセンブリ用筐体に、バッテリに設けられる複数の端子を有するバッテリ側コネクタに対して取り外し可能に接続できるバッテリ接続用コネクタと、電動作業車両に設けられる複数の端子を有する車両側コネクタに対して取り外し可能に接続される車両接続用コネクタと、外部電源から供給される電力を前記バッテリに充電するための充電器が有する複数の端子を有する充電器側コネクタに対して取り外し可能に接続される充電器接続用コネクタと、を備え、前記バッテリの残容量を表す情報を表示可能な残容量表示部と、使用者から前記バッテリの残容量を表す情報の表示指令を受け付ける押しボタン式の指令受付部と、前記指令受付部が前記表示指令を受け付けた場合に、前記バッテリ接続用コネクタに対して接続されている前記バッテリの残容量に関する情報を取得して、前記残容量表示部に当該バッテリの残容量を表す情報を所定の期間表示させる表示制御部と、を備える。
本発明によると、バッテリ用コネクタアセンブリは、自身が備えるバッテリ接続用コネクタを介してバッテリに接続でき、自身が備える車両接続用コネクタを介して電動作業車両に接続でき、自身が備える充電器接続用コネクタを介して充電器に接続できる。つまり、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタを、バッテリ用コネクタアセンブリを介して電動作業車両及び充電器の両方のコネクタに適合させることができる。また、バッテリ用コネクタアセンブリを介して、バッテリを電動作業車両及び充電器に対して同時に接続することもできる。
また、指令受付部が使用者からバッテリの残容量を表す情報の表示指令を受け付けると、表示制御部が、バッテリ接続用コネクタに対して接続されているバッテリの残容量に関する情報を取得して、残容量表示部にそのバッテリの残容量を表す情報を表示させる。つまり、バッテリ用コネクタアセンブリは、使用者に対してバッテリの残容量を表す情報を視覚的に確認させる機能を提供できる。
本発明では、前記充電器接続用コネクタが有する複数の端子の配置と前記車両接続用コネクタが有する複数の端子の配置とが異なる場合にも有効である。つまり、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタが有する複数の端子の配置が、充電器接続用コネクタが有する複数の端子の配置及び車両接続用コネクタが有する複数の端子の配置の何れか一方又は両方と相違する場合であっても、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタに本発明のバッテリ用コネクタアセンブリを接続することで、バッテリに設けられるバッテリ側コネクタを、バッテリ用コネクタアセンブリを介して電動作業車両及び充電器の両方のコネクタに適合させることができる。
本発明において、前記コネクタアセンブリ用筐体は、前記充電器側コネクタが前記充電器接続用コネクタに対して接続されていない場合に前記充電器接続用コネクタに接続可能な充電器側保護キャップと、前記車両側コネクタが前記車両接続用コネクタに対して接続されていない場合に前記車両接続用コネクタに接続可能な車両側保護キャップとを備えると好適である。
本発明によると、水や塵などの異物等から、充電器側保護キャップによって充電器接続用コネクタを保護でき、車両側保護キャップによって車両接続用コネクタを保護できる。
本発明のバッテリ装置は、上記バッテリ用コネクタアセンブリと上記バッテリとを備える。
本発明によると、上記バッテリ用コネクタアセンブリと上記バッテリとを備えるバッテリ装置は、電動作業車両に搭載された場合には車両側コネクタに対して接続できるので、バッテリから電動作業車両へ電力を供給できる。また、上記バッテリ用コネクタアセンブリと上記バッテリとを備えるバッテリ装置は、電動作業車両から取り外された場合には充電器側コネクタに対して接続できるので、充電器からバッテリへ電力を供給できる。
電動作業車両の側面図である。 電動作業車両及びバッテリ及びバッテリ用コネクタアセンブリ及び充電器の機能ブロック図である。 バッテリ用コネクタアセンブリの構造を説明する図である。 バッテリ用コネクタアセンブリの充電器接続用コネクタの周辺の構造を説明する図である。 バッテリカバーの構造を説明する図である。
以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係るバッテリ用コネクタアセンブリ10及びそれを備えるバッテリ装置Bについて説明する。図1は、電動作業車両20の側面図である。なお、ここでは、特に断りがない限り、「前」は機体前後方向(走行方向)に関して前方を意味し、「後」は機体前後方向(走行方向)に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」または「下」は、機体の鉛直方向(垂直方向)での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。
この電動作業車両20は、左前車輪と右前車輪とからなる前車輪ユニット34、左後車輪と右後車輪とからなる後車輪ユニット35、前車輪ユニット34と後車輪ユニット35とによって支持される車体フレーム37、車体フレーム37の後部に配置されたバッテリ23、バッテリ23の前方に配置された運転座席38、運転座席38の後方から立設された転倒保護フレーム39、前車輪ユニット34と後車輪ユニット35との間で車体フレーム37の下方空間に昇降可能に車体フレーム37から吊り下げられたモーアユニット36を備えている。
運転座席38の前方には運転者の足載せ場であるフロアプレート40が設けられており、そこからブレーキペダル42が突き出している。運転座席38の両側には、車体横断方向の水平揺動軸回りに揺動する左操縦レバーと右操縦レバーとからなる操縦レバー41が配置されている。
モーアユニット36は、モーアデッキ44と、モーアデッキ44の内部空間に配置された2枚の回転式の刈刃43を備える。刈刃43はモーアモータ(図示せず)によって回転駆動される。例えば、刈刃43は帯板状であり、その両端部に切断刃先が形成され、さらにこの切断刃先の背後側に起風羽根が形成されている。草刈り作業時には、刈刃43が回転しながら電動作業車両20が走行することで刈刃43によって切断処理された刈草は、刈刃43の起風羽根によって発生した搬送風により、モーアデッキ44内のバッフルプレートに案内されてモーアデッキ44の内部を通り抜けて、刈草排出口(図示せず)からモーアデッキ44の横外側に放出される。
電動作業車両20には車両側コネクタ22が設けられ、その車両側コネクタ22を介して、電動作業車両本体21へと電力が供給される。例えば、電動作業車両20において、バッテリ23の電力は、前車輪ユニット34と後車輪ユニット35とをそれぞれ回転駆動する電気モータ(図示せず)、及び、刈刃43を回転駆動するモーアモータ(図示せず)などを備える電動作業車両本体21に供給される。
図2は、電動作業車両20及びバッテリ23及びバッテリ用コネクタアセンブリ10及び充電器1の機能ブロック図である。図3は、バッテリ用コネクタアセンブリ10の構造を説明する図である。図4は、バッテリ用コネクタアセンブリ10の充電器接続用コネクタ14の周辺の構造を説明する図である。
バッテリ23は、防塵性及び防水性などを備えたバッテリケース24の内部に、複数のバッテリモジュール26で構成されるバッテリユニット25を収容した状態で構成される。バッテリモジュール26はバッテリ側コネクタ28と接続されており、バッテリ側コネクタ28を介して外部からそれらバッテリモジュール26への充電及びバッテリモジュール26から外部への放電が行われる。バッテリユニット25は、複数のバッテリモジュール26を備えることで、走行や草刈り作業を可能にする電力量を十分に蓄えることができる。
図示は省略するが、バッテリモジュール26の温度やバッテリユニット25全体での残容量などが測定され、その測定結果はバッテリコントローラ27に伝達される。バッテリコントローラ27は、バッテリ23の外部とバッテリ側コネクタ28を介して通信でき、上述した温度や残容量などのバッテリコントローラ27が取り扱う情報を、バッテリ側コネクタ28を介して外部へと送信できる。
図1に示すように、バッテリ23は、車体フレーム37に上下揺動可能に支持された後開き式のバッテリカバー30によって覆われた状態で電動作業車両20に搭載される。バッテリカバー30は、バッテリ23の後部側を覆う第1カバー部材31と、バッテリ23の上部側を覆う第2カバー部材32と、その第2カバー部材32に対して設けられている第3カバー部材33とを備えている。バッテリカバー30を構成する第1カバー部材31及び第2カバー部材32及び第3カバー部材33は、下方の閉位置と上方の開位置とにわたって一体揺動する。つまり、バッテリカバー30が上方の開位置へと揺動されると、搭載されているバッテリ装置B(バッテリ23及びバッテリ用コネクタアセンブリ10)が露出するので、電動作業車両20へのバッテリ装置Bの取り外しなどを行うことができる。
充電器1は、充電器側コネクタ3と、その他の部品などで構成される充電器本体2とを備える。充電器本体2は、例えば商用電源などから供給される電力を所定の電圧及び電流に変換して充電器側コネクタ3を介してバッテリ用コネクタアセンブリ10へと出力する。
バッテリ用コネクタアセンブリ10は、コネクタアセンブリ用筐体11に、バッテリ接続用コネクタ13と、車両接続用コネクタ12と、充電器接続用コネクタ14とを備える。バッテリ用コネクタアセンブリ10のバッテリ接続用コネクタ13は、バッテリ23のバッテリ側コネクタ28に接続され、それらバッテリ用コネクタアセンブリ10及びバッテリ23でバッテリ装置Bを構成できる。そして、バッテリ装置Bが一体として電動作業車両20に搭載されたり、電動作業車両20から取り外されたりする。
バッテリ接続用コネクタ13は、コネクタアセンブリ用筐体11の内部に設けられる電力授受用の配線(又はバスバー)及び上述した温度情報や残容量情報等の信号伝送用の配線などと接続される複数の端子13aを有している。そして、このバッテリ接続用コネクタ13は、バッテリ23に設けられる複数の端子(図示せず)を有するバッテリ側コネクタ28に対して取り外し可能に接続できるように構成される。
車両接続用コネクタ12は、コネクタアセンブリ用筐体11の内部に設けられる電力授受用の配線(又はバスバー)などと接続される複数の端子13aを有している。そして、この車両接続用コネクタ12は、電動作業車両20に設けられる複数の端子(図示せず)を有する車両側コネクタ22に対して取り外し可能に接続されるように構成される。この場合、電動作業車両20との電気的な接続を行うための車両接続用コネクタ12は、バッテリ23から電動作業車両20に供給する電力の電流及び電圧に適合したコネクタを用いればよい。
充電器接続用コネクタ14は、コネクタアセンブリ用筐体11の内部に設けられる電力授受用の配線(又はバスバー)などと接続される複数の端子14aを有している。そして、この充電器接続用コネクタ14は、外部電源から供給される電力をバッテリ23に充電するための充電器1が有する複数の端子(図示せず)を有する充電器側コネクタ3に対して取り外し可能に接続されるように構成される。この場合、充電器1との電気的な接続を行うための充電器接続用コネクタ14は、充電器1からバッテリ23に供給する電力の電流及び電圧に適合したコネクタを用いればよい。
バッテリ装置B(バッテリ用コネクタアセンブリ10及びバッテリ23)が電動作業車両20に搭載される場合、バッテリ用コネクタアセンブリ10のバッテリ接続用コネクタ13はバッテリ23のバッテリ側コネクタ28と接続され、バッテリ用コネクタアセンブリ10の車両接続用コネクタ12は電動作業車両20の車両側コネクタ22と接続される。そして、バッテリ23のバッテリモジュール26に蓄えられている電力が電動作業車両20に供給される。
バッテリ装置Bが電動作業車両20から取り外されて充電器1に接続される場合、バッテリ用コネクタアセンブリ10のバッテリ接続用コネクタ13はバッテリ23のバッテリ側コネクタ28と接続され、バッテリ用コネクタアセンブリ10の充電器接続用コネクタ14は充電器1の充電器側コネクタ3と接続される。そして、充電器1から供給される電力がバッテリ23のバッテリモジュール26に供給される。
このように、本実施形態のバッテリ用コネクタアセンブリ10は、自身が備えるバッテリ接続用コネクタ13を介してバッテリ23に接続でき、自身が備える車両接続用コネクタ12を介して電動作業車両20に接続でき、自身が備える充電器接続用コネクタ14を介して充電器1に接続できる。つまり、バッテリ23に設けられるバッテリ側コネクタ28を、バッテリ用コネクタアセンブリ10を介して電動作業車両20及び充電器1の両方のコネクタ(車両側コネクタ22及び充電器側コネクタ3)に適合させることができる。また、バッテリ用コネクタアセンブリ10を介して、バッテリ23を電動作業車両20及び充電器1に対して同時に接続することもできる。
本実施形態では、バッテリ23から電動作業車両20に供給する電力の最大電流と充電器1からバッテリ23に供給する電力の最大電流とは異なっているため、バッテリ23と充電器1との接続に用いられる充電器接続用コネクタ14に求められる容量と、バッテリ23と電動作業車両20との接続に用いられる車両接続用コネクタ12に求められる容量とが異なる。そのため、バッテリ23と充電器1との接続に用いられる充電器接続用コネクタ14が有する複数の端子14aの配置(形状、大きさ、数、位置など)と、バッテリ23と電動作業車両20との接続に用いられる車両接続用コネクタ12が有する複数の端子12aの配置(形状、大きさ、数、位置など)とは異なる。そのような場合であっても、バッテリ23に設けられるバッテリ側コネクタ28に本実施形態のバッテリ用コネクタアセンブリ10を接続することで、バッテリ23に設けられるバッテリ側コネクタ28を、バッテリ用コネクタアセンブリ10を介して電動作業車両20及び充電器1の両方のコネクタに適合させることができる。
また、コネクタアセンブリ用筐体11は、充電器側コネクタ3が充電器接続用コネクタ14に対して接続されていない場合に充電器接続用コネクタ14に接続可能な充電器側保護キャップ14bと、車両側コネクタ22が車両接続用コネクタ12に対して接続されていない場合に車両接続用コネクタ12に接続可能な車両側保護キャップ12bとを備える。従って、バッテリ装置Bが電動作業車両20に搭載された場合には、何も接続されていない充電器接続用コネクタ14に充電器側保護キャップ14bを接続して、充電器接続用コネクタ14が有する複数の端子14aを水や塵などの異物等から保護することができる。
同様に、バッテリ装置Bが電動作業車両20から取り外されて充電器1に接続された場合には、何も接続されていない車両接続用コネクタ12に車両側保護キャップ12bを接続して、車両接続用コネクタ12が有する複数の端子12aを水や異物等から保護することができる。
更に、バッテリ装置Bが電動作業車両20から取り外されてそのバッテリ装置Bが単独で保管や持ち運びされる場合には、何も接続されていない車両接続用コネクタ12に車両側保護キャップ12bを接続し、何も接続されていない充電器接続用コネクタ14に充電器側保護キャップ14bを接続すれば、車両接続用コネクタ12が有する複数の端子12a及び充電器接続用コネクタ14が有する複数の端子14aの両方を水や異物等から保護することができる。
バッテリ23のバッテリコントローラ27は、バッテリ23のバッテリ側コネクタ28と、バッテリ用コネクタアセンブリ10とを介して、バッテリ用コネクタアセンブリ10の表示制御部15と接続されている。表示制御部15は、バッテリ23の残容量を表す情報を表示可能な残容量表示部17に接続されている。よって、表示制御部15は、バッテリ接続用コネクタ13に対して接続されているバッテリ23の残容量に関する情報を取得して、残容量表示部17に当該バッテリ23の残容量を表す情報を表示させることができる。本実施形態では、バッテリ用コネクタアセンブリ10には、使用者からバッテリ23の残容量を表す情報の表示指令を受け付ける指令受付部としての残容量確認スイッチ16が設けられている。そして、表示制御部15は、残容量確認スイッチ16が表示指令を受け付けた場合に、バッテリ接続用コネクタ13に対して接続されているバッテリ23の残容量に関する情報を取得して、残容量表示部17に当該バッテリ23の残容量を表す情報を表示させる。
図4は、充電器接続用コネクタ14及び残容量表示部17及び残容量確認スイッチ16の形状例を示す図である。図示するように、残容量表示部17は、点灯と消灯とが切り替えられる複数のランプ部分(例えばLEDなど)を用いて構成される。残容量表示部17の横には、押しボタン式の残容量確認スイッチ16が設けられる。そして、残容量確認スイッチ16が押し操作されると、表示制御部15は、バッテリ23の残容量のレベルに応じた数のランプを例えば所定期間だけ点灯させることで、使用者に対して、バッテリ23の残容量のレベルを視覚的に認識させることができる。
図5は、バッテリカバー30の構造を説明する図である。
バッテリ装置Bが電動作業車両20に搭載された場合、バッテリ用コネクタアセンブリ10を含むバッテリ装置Bの上方はバッテリカバー30で覆われているが、特に、残容量表示部17及び残容量確認スイッチ16の部分の上方は可動式の第3カバー部材33で覆われている。この第3カバー部材33は第2カバー部材32に対して設けられており、第3カバー部材33は第2カバー部材32上で揺動軸x1を支点として揺動して開くことができる。このような可動式の第3カバー部材33を設けたことで、使用者は、バッテリ装置Bが電動作業車両20に搭載された状態で第3カバー部材33を開き、バッテリ装置Bのバッテリ用コネクタアセンブリ10に対して充電器1の充電器側コネクタ3を接続することもできる。また、使用者は、バッテリ装置Bが電動作業車両20に搭載された状態で第3カバー部材33を開き、残容量確認スイッチ16を押し操作して、バッテリ23の残容量を確認することができる。
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、本発明のバッテリ用コネクタアセンブリ10、及び、それを備えたバッテリ装置Bについて具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、バッテリ用コネクタアセンブリ10のコネクタアセンブリ用筐体11の形状などは適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、バッテリ23の上部にバッテリ用コネクタアセンブリ10を設ける例を説明したが、例えばバッテリ23の側部にバッテリ用コネクタアセンブリ10など、バッテリ23に対するバッテリ用コネクタアセンブリ10の設置位置は適宜変更可能である。
他にも、残容量表示部17を構成する複数のランプ部分を、液晶などの様々な表示装置を用いて実現することもできる。
<2>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
本発明は、バッテリのコネクタを電動作業車両及び充電器の両方のコネクタに適合させることができるバッテリ用コネクタアセンブリ、及び、それを備えたバッテリ装置に利用できる。
1 充電器
3 充電器側コネクタ
10 バッテリ用コネクタアセンブリ
11 コネクタアセンブリ用筐体
12 車両接続用コネクタ
12a 端子
12b 車両側保護キャップ
13 バッテリ接続用コネクタ
13a 端子
14 充電器接続用コネクタ
14a 端子
14b 充電器側保護キャップ
15 表示制御部
16 残容量確認スイッチ(指令受付部)
17 残容量表示部
22 車両側コネクタ
23 バッテリ
28 バッテリ側コネクタ
B バッテリ装置

Claims (4)

  1. コネクタアセンブリ用筐体に、
    バッテリに設けられる複数の端子を有するバッテリ側コネクタに対して取り外し可能に接続できるバッテリ接続用コネクタと、
    電動作業車両に設けられる複数の端子を有する車両側コネクタに対して取り外し可能に接続される車両接続用コネクタと、
    外部電源から供給される電力を前記バッテリに充電するための充電器が有する複数の端子を有する充電器側コネクタに対して取り外し可能に接続される充電器接続用コネクタとを備え、
    前記バッテリの残容量を表す情報を表示可能な残容量表示部と、
    使用者から前記バッテリの残容量を表す情報の表示指令を受け付ける押しボタン式の指令受付部と、
    前記指令受付部が前記表示指令を受け付けた場合に、前記バッテリ接続用コネクタに対して接続されている前記バッテリの残容量に関する情報を取得して、前記残容量表示部に当該バッテリの残容量を表す情報を所定の期間表示させる表示制御部と、を備えるバッテリ用コネクタアセンブリ。
  2. 前記充電器接続用コネクタが有する複数の端子の配置と前記車両接続用コネクタが有する複数の端子の配置とは異なる請求項1に記載のバッテリ用コネクタアセンブリ。
  3. 前記コネクタアセンブリ用筐体は、
    前記充電器側コネクタが前記充電器接続用コネクタに対して接続されていない場合に前記充電器接続用コネクタに接続可能な充電器側保護キャップと、
    前記車両側コネクタが前記車両接続用コネクタに対して接続されていない場合に前記車両接続用コネクタに接続可能な車両側保護キャップとを備える請求項1又は2に記載のバッテリ用コネクタアセンブリ。
  4. 請求項1~の何れか一項に記載のバッテリ用コネクタアセンブリと前記バッテリとを備えるバッテリ装置。
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