JPH05330391A - 電動自転車用バッテリーケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充電器側のコネクタに小型で安価なものを使
用できるようにする。充電作業の簡略化を図る。 【構成】 バッテリーケース２１に、充電専用の充電用
コネクタ２８を取付ける。充電用コネクタ２８を放電用
電極２９と並列に接続した。充電用コネクタ２８は、放
電電流より少ない充電電流のみが流され、放電用電極２
９より容量の少ない小型のものを使用できる。このた
め、充電器側コネクタ３１として小型，安価なものを採
用できる。バッテリーケース２１が車載状態で充電する
ときに放電用電極２９を外さずに充電用コネクタ２８で
充電でき、充電作業が簡略化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、電動自転車の車体に着
脱自在に取付けられるバッテリーケースに関するもので
ある。

【０００１】

【従来の技術】従来、補助動力としてモータを使用する
電動自転車としては、例えば、実公昭５８−８６３７号
公報に開示されたように、バッテリーを充電するときに
バッテリーをバッテリーケースごと車体から外して行う
ものがある。

【０００２】この公報に示された電動自転車でバッテリ
ーケースを外して充電を行うには、先ず、バッテリーと
モータ側とを電気的に接続する放電回路のコネクタを外
し、バッテリーケースを車体から外す。そして、そのバ
ッテリーケースを充電器のある場所に運び、先に外した
バッテリーケース側コネクタに充電器側コネクタを接続
して充電を行なっていた。

【０００３】充電終了後は、バッテリーケースを元通り
に車体に取付け、バッテリーケース側コネクタをモータ
側コネクタに接続していた。

【０００４】また、バッテリーケースを車体から外さず
に充電を行うには、バッテリーケース側コネクタをモー
タ側コネクタから充電器側コネクタへ接続替えして行っ
ていた。

【０００５】すなわち、前記公報に示された電動自転車
では、バッテリーケース側コネクタの接続先を変えるこ
とで、充電や放電を行う構成とされていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うにバッテリーケース側コネクタを放電用と充電用とに
兼用する構成を採ると、以下に述べる理由から各コネク
タが高価になり、しかも、充電器用コネクタとして必要
以上に大型なものを使用せざるを得なくなるという問題
があった。

【０００７】モータを高トルク型にして登坂性能を向上
させると、バッテリーからモータへ大電流が流れるよう
になるので、バッテリー側とモータ側とを電気的に接続
するコネクタには大電流用のものを使用しなければなら
ない。一方、充電時の電流量は放電時の電流量よりはる
かに少ないため、充電器側コネクタとしては一般的に小
電流用のものが使用される。

【０００８】すなわち、バッテリー側コネクタを充電器
側コネクタにも接続するためには、充電器側コネクタを
バッテリー側コネクタと対応する大電流用の大型のもの
としなければならないのである。このため、充電器側コ
ネクタが大型化すると共に高価になってしまう。

【０００９】また、バッテリーケースを車体に取付けた
状態で充電するときにもバッテリーケース側コネクタを
その都度モータ側コネクタから外し、充電器側コネクタ
へ接続しなければならない。すなわち、充電時には必ず
バッテリーケース側コネクタがモータ側コネクタに対し
て脱着されて脱着回数が多くなるため、これらのコネク
タとしては脱着回数を考慮して高性能で信頼性の高い高
級品を使用しなければならないのである。

【００１０】さらに、充電する度にバッテリーケース側
コネクタを脱着させるのでは、手間がかかり充電作業が
煩雑になるという問題もあった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動自転車
用バッテリーケースは、バッテリーを収納するケース本
体に、充電器側の接触端子に接続される充電専用接触端
子を取付け、この充電専用接触端子を外部装置接続用接
触端子と並列に接続したものである。

【００１２】

【作用】充電専用接触端子には放電電流より少ない充電
電流のみが流されるから、充電専用接触端子として外部
装置接続用接触端子より容量の少ない小型のものを使用
できるようになる。また、バッテリーケースを車体から
外さずに充電するには、外部装置接続用接触端子の接続
を解かずに、充電専用接触端子に充電器側接触端子を着
脱させて行われる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るバッテリー
ケースを装着した電動自転車の側面図、図２は同じくモ
ータブラケット部分を拡大して示す断面図、図３は図１
におけるモータユニット部分のＡ矢視図、図４は本発明
に係る電動自転車用バッテリーケースの分解斜視図、図
５は同じく充電用コネクタ部分での断面図、図６は放電
用電極部分での断面図、図７は短絡防止装置の概略構成
を示す回路図である。

【００１４】これらの図において、１は電動自転車、２
はこの電動自転車１のフレームである。このフレーム２
は、前輪３が回転自在に設けられたフロントフォーク４
を操舵自在に支持するヘッドパイプ２ａと、このヘッド
パイプ２ａから後下がりに延びるダウンチューブ２ｂ
と、このダウンチューブ２ｂの後端部にモータブラケッ
ト５を介して連結されたシートチューブ２ｃと、前記モ
ータブラケット５から後方へ延びるチェーンステー２ｄ
と、前記シートチューブ２ｃの上部と前記チェーンステ
ー２ｄの後端部とを連結するシートステー２ｅ等とから
構成されている。

【００１５】６は前記フロントフォーク４の上端部に装
着されたハンドル、７はシートチューブ２ｃの上端部に
装着されたクッション付きシート、８は後輪である。こ
の後輪８は、チェーンステー２ｄの後端部およびシート
ステー２ｅの下端部に一体的に設けられた後輪ブラケッ
ト２ｆに回転自在に支持されており、チェーン９を介し
て後述するモータユニットに連結されている。

【００１６】１０は後述するバッテリーケースやモータ
ユニット部分を覆う外装カバーである。この外装カバー
１０は、フレーム２のダウンチューブ２ｂに沿って延設
されてこのダウンチューブ２ｂに支持固定された下部カ
バー１０ａと、この下部カバー１０ａに、モータブラケ
ット５側に位置する枢軸１０ｂを介して上下揺動自在に
支持されかつ下部カバー１０ａの上側開口部を塞ぐ上部
カバー１０ｃとから形成されている。

【００１７】前記下部カバー１０ａはダウンチューブ２
ｂを下側から覆うと共にモータブラケット５を左右側方
から覆う構造とされている。また、上部カバー１０ｃ
は、全体が略断面下向きコ字状に形成されて下部カバー
１０ａの上部開口部を覆う構造とされ、揺動端部となる
部位に施錠装置１１が装着されている。なお、１１ａは
この施錠装置１１のキーを示す。

【００１８】このように構成された外装カバー１０で
は、施錠装置１１を開錠して上部カバー１０ｃの前部を
持ち上げることによって、図１中二点鎖線ａで示すよう
に上部カバー１０ｃが開くことになる。

【００１９】１２はこの電動自転車１の補助動力となる
モータユニットである。このモータユニット１２は、後
述するバッテリーから給電されるモータ１３と、クラン
ク軸１４を有するギヤボックス１５と、クランク軸１４
に軸装されたチェーンリング１６，クランク１７および
ペダル１８等を備えており、モータ１３を立てた状態で
前記モータブラケット５に支持固定されている。なお、
チェーンリング１６がチェーン９を介して後輪８に連結
されている。また、１９はこのモータユニット１２をモ
ータブラケット５に固定するための固定ボルトである。

【００２０】このモータユニット１２を支持するモータ
ブラケット５は、前記ダウンチューブ２ｂに溶接される
側面視Ｔ字状のパイプ組立体５ａに筒状のモータカバー
５ｂを溶接して構成されている。そして、このモータカ
バー５ｂの上端部にシートチューブ２ｃが同軸状に溶接
され、モータカバー５ｂ内にモータ１３が位置づけられ
ている。すなわち、このモータブラケット５にモータユ
ニット１２を取付けると、モータユニット１２は図３に
示すように車幅方向中央部に位置づけられることにな
る。

【００２１】そして、このモータユニット１２のモータ
１３には、ダウンチューブ２ｂの下部に取付けられた制
御ユニット２０が接続されている。制御ユニット２０
は、ペダル１８からクランク軸１４に乗員の踏力が加え
られたときのみに、モータ１３を回転させてクランク軸
１４にモータ１３からの動力を伝える構成とされてい
る。すなわち、ペダル１８を踏むと、クランク軸１４に
はその踏力に加えてモータ１３からの回転トルクが付与
されることになる。なお、前記ギヤボックス１５には、
モータ１３側の回転よりペダル１８側の回転が高くなっ
たときにモータ１３側にクランク軸１４からトルクが伝
わって回転抵抗が大きくなるのを防ぐために、ワンウェ
イクラッチ（図示せず）が内装されている。

【００２２】２１はバッテリーケースで、このバッテリ
ーケース２１内には図４に示すように、前記モータ１３
や制御ユニット２０に給電するバッテリー２２が収納さ
れており、図１に示すように、フレーム２のダウンチュ
ーブ２ｂに沿うようにしてその上に支持固定されてい
る。このバッテリーケース２１は、ケース本体としての
下部ケース２３と上部ケース２４等とから形成され、後
述するバッテリーケース用支持箱２５に嵌挿されるよう
に構成されている。なお、バッテリーケース２１の支持
構造は、前記支持箱２５をダウンチューブ２ｂに固定
し、バッテリーケース２１を後述するクランプによって
支持箱２５に固定する構造とされている。ここで、バッ
テリーケース２１の構造を図４ないし図６によって詳細
に説明する。

【００２３】下部ケース２３と上部ケース２４は合成樹
脂によってそれぞれ有底角筒状に一体成形されており、
フレーム２のダウンチューブ２ｂに沿うように形成され
てバッテリー２２を前後に２つ並べて収納する構造とさ
れている。また、下部ケース２３と上部ケース２４と
は、それぞれの開口縁部が連結ねじ２６によって締結さ
れると共に、図５に示すように、各ケースの長手方向略
中央部に成形された連結部２３ａ，２４ａどうしがタッ
ピングねじ２７によって締結されることによって、互い
に離れることのないように組立てられている。なお、前
記連結部２３ａ，２４ａは、各ケースの長手方向略中央
部に２箇所ずつ設けられている。

【００２４】下部ケース２３には、充電専用接触端子と
しての充電用コネクタ２８，放電用電極２９および短絡
防止装置３０等が装着されている。充電用コネクタ２８
は、接触子２８ａが図５中二点鎖線で示す充電器側コネ
クタ３１に接続される構造で、接触子２８ａを下部ケー
ス２３の側部開口部２３ｂに位置づけて下部ケース２３
にねじ止めされている。なお、この充電用コネクタ２８
の接触子２８ａはバッテリーケース２１の長手方向と直
交する方向に延設され、接続ケーブル３２を介して後述
する短絡防止装置３０に接続されている。

【００２５】放電用電極２９は断面Ｌ字状に形成され、
下部ケース２３の長手方向一端部の左右両側にねじ止め
されている。また、この放電用電極２９と対応する下部
ケース２３の側部は、放電用電極２９が露出するように
開口されている。この電極用開口部を図４および図６中
符号２３ｃで示す。そして、これら左右の放電用電極２
９は、短絡防止装置３０に接続ケーブル３３を介してそ
れぞれ接続されている。なお、放電用電極２９と前記充
電用コネクタ２８とは、図７に示すように電気的に並列
に短絡防止装置３０に接続されている。

【００２６】短絡防止装置３０は、図７に示すように、
充電用コネクタ側の接続ケーブル３２と放電用電極側の
接続ケーブル３３をフューズ３０ａを介してバッテリー
２２の正極と負極に接続する構成とされ、両接続ケーブ
ルどうしの接続部より充電用コネクタ２８側に、バッテ
リー側へのみ通電を許す短絡防止用のダイオード３０ｂ
が介装されている。そして、この短絡防止装置３０は図
５に示すように、下部ケース２３の底部に突設された保
持板２３ｄによって保持されている。

【００２７】上部ケース２４は、バッテリーケース２１
を支持箱２５に対して着脱させるときに持つ取っ手３４
が取付けられると共に、後述するクランプの係合環が掛
けられる凹部２４ａが４箇所に形成されている。

【００２８】上述したバッテリーケース２１を支持する
支持箱２５は合成樹脂によって略有底角筒状に一体成形
されており、その底部がダウンチューブ２ｂの支持板３
４に固定ボルト３５によって固定されている。なお、支
持板３４は前後２箇所に設けられ、ダウンチューブ２ｂ
に溶接されている。そして、この支持箱２５は、上述し
たバッテリーケース２１が嵌入するように形成され、そ
の側部における下部ケース２３の側部開口部２３ｂと対
応する部分には、充電器側コネクタ３１が差し込まれる
充電口２５ａが開口している。

【００２９】また、この支持箱２５における下部ケース
２３の電極用開口部２３ｃと対応する部分には、前記放
電用電極２９に接触するモータ側電極３６がねじ止めさ
れている。このモータ側電極３６は、導電性を有する板
状のばね材を曲げ加工して形成され、支持箱２５の内方
へ湾曲して突出する接触部３６ａが形成されている。さ
らに、このモータ側電極３６には、モータユニット１２
および制御装置２０に接続されるコネクタ付き接続ケー
ブル３７が接続されている。なお、本発明に係るバッテ
リーケース２１では、上述した放電用電極２９とモータ
側電極３６とによって外部装置接続用接触端子が構成さ
れることになる。

【００３０】すなわち、バッテリーケース２１を支持箱
２５に装着させることによって、放電用電極２９がモー
タ側電極３６に接触して両者が電気的に接続され、バッ
テリー側とモータ側とが接続されることになる。

【００３１】また、この支持箱２５の底面には、図５に
示すように、支持板２４どうしの間となる部分でダウン
チューブ２ｂに支承される荷重受け２５ｂが形成されて
いる。このため、支持箱２５は荷重受け２５ｂと支持板
連結部との計３箇所によって、ダウンチューブ２ｂに支
承されることになる。

【００３２】３８は支持箱２５にバッテリーケース２１
を固定するためのクランプである。このクランプ３８は
支持箱２５の左右両側に前後２個ずつ取付けられ、各々
の係合間３９の上側折り返し部３９ａを前記上部ケース
２４の凹部２４ａに掛けて引っ張る構造とされている。

【００３３】上述したように構成されたバッテリーケー
ス２１を車体に取付けるには、先ず、図１中二点鎖線ａ
で示すように外装カバー１０の上部カバー１０ｃを開
け、外装カバー１０内に位置する支持箱２５にバッテリ
ーケース２１を上方から嵌入させて行う。バッテリーケ
ース２１を支持箱２５の最奥部まで押し込むことによっ
て放電用電極２９がモータ側電極３６に接続されること
になる。

【００３４】このようにバッテリーケース２１を支持箱
２５に挿入した後、クランプ３８の係合環３９を上部ケ
ース２４に掛け、バッテリーケース２１を支持箱２５か
ら外れないように固定する。そして、開かれていた上部
カバー１０ｃを閉じ、施錠装置１１によって施錠する。
このようにしてバッテリーケース２１が車体に装着され
る。

【００３５】次に、上述したように構成された電動自転
車１においてバッテリー２２を充電するときの手順につ
いて説明する。充電を行うには、バッテリーケース２１
を車体から外して行う方法と、バッテリーケース２１を
車体に搭載した状態で行う方法とがある。バッテリーケ
ース２１を車体から外して充電するには、先ず、外装カ
バー１０の前部に設けられた施錠装置１１をキー１１ａ
によって開錠させ、図１中二点鎖線ａに示すように外装
カバー１０の上部カバー１０ｃを上方へ向けて引っ張っ
て開ける。このようにするとバッテリーケース２１や支
持箱２５が露出するようになる。

【００３６】次に、バッテリーケース２１を支持箱２５
に固定しているクランプ３８を外し、取っ手３４を持っ
てバッテリーケース２１を引き上げる。バッテリーケー
ス２１を支持箱２５から上方へ抜くことで放電用電極２
９がモータ側電極３６から外れることになる。充電を行
うには、バッテリーケース２１の側部開口部２３ｂに充
電器側コネクタ３１を差し込み、充電用コネクタ２８に
接続して行う。

【００３７】バッテリーケース２１を車体に搭載した状
態で充電するには、上述した場合と同様に外装カバー１
０の上部カバー１０ｃを開け、支持箱２５の充電口２５
ａに充電器側コネクタ３１を差し込んで行う。このとき
には、充電器側コネクタ３１は前記充電口２５ａからバ
ッテリーケース２１の側部開口部２３ｂを通って充電用
コネクタ２８に接続される。

【００３８】したがって、上述したように構成されたバ
ッテリーケースでは、充電用コネクタ２８には放電電流
より少ない充電電流のみが流されるから、充電用コネク
タ２８やそれに接続される充電器側コネクタ３１として
は外部装置接続用接触端子（放電用電極２９，モータ側
電極３６）より容量の少ない小型のものを使用できるよ
うになる。さらに、バッテリーケース２１を車体から外
さずに充電するには、放電用電極２９とモータ側電極３
６との接続状態を解除せずに、充電用コネクタ２８に充
電器側コネクタ３１を接続して行われる。

【００３９】また、本実施例で示したように、外部装置
接続用端子（放電用電極２９，モータ側電極３６）を電
極板どうしの接触によって導通される構造とし、その接
続方向をバッテリーケース２１の着脱方向と同一方向と
すると、バッテリーケース２１を支持箱２５に着脱させ
ることによって、放電用電極２９がモータ側電極３６着
脱されることになる。すなわち、放電用電極２９をモー
タ側電極３６に接続させるに当たって、バッテリーケー
ス着脱操作以外に特別な操作が不要になるから、バッテ
リーケース２１を車体から外す操作が単純となり、充電
作業が簡略化する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電動自
転車用バッテリーケースは、バッテリーを収納するケー
ス本体に、充電器側の接触端子に接続される充電専用接
触端子を取付け、この充電専用接触端子を外部装置接続
用接触端子と並列に接続したため、充電専用接触端子に
は放電電流より少ない充電電流のみが流されるから、充
電専用接触端子として外部装置接続用接触端子より容量
の少ない小型のものを使用できるようになる。このた
め、充電器側の接触端子として小型でしかも安価なもの
を採用できるようになる。

【００４１】また、バッテリーケースを車体から外さず
に充電するには、外部装置接続用接触端子の接続を解か
ずに、充電専用接触端子に充電器側接触端子を着脱させ
て行われる。このため、バッテリーケースを車載状態で
充電するときの充電作業が簡略化する。これと共に、外
部装置接続用接触端子の脱着回数が減少する関係から、
その接触端子として安価なものを使用できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバッテリーケースを装着した電動
自転車の側面図である。

【図２】本発明に係るバッテリーケースを装着した電動
自転車のモータブラケット部分を拡大して示す断面図で
ある。

【図３】図１におけるモータユニット部分のＡ矢視図で
ある。

【図４】本発明に係る電動自転車用バッテリーケースの
分解斜視図である。

【図５】本発明に係る電動自転車用バッテリーケースの
充電用コネクタ部分での断面図である。

【図６】本発明に係る電動自転車用バッテリーケースの
放電用電極部分での断面図である。

【図７】短絡防止装置の概略構成を示す回路図である。

【符号の説明】

２ フレーム １２ モータユニット ２１ バッテリーケース ２２ バッテリー ２５ 支持箱 ２８ 充電用コネクタ ２９ 放電用電極 ３１ 充電器側コネクタ ３６ モータ側電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリーを収納するケース本体が電動
   自転車のフレームに対して着脱自在に構成され、バッテ
   リーに接続された外部装置接続用接触端子を備えた電動
   自転車用バッテリーケースにおいて、前記ケース本体
   に、充電器側の接触端子に接続される充電専用接触端子
   を取付け、この充電専用接触端子を前記外部装置接続用
   接触端子と並列に接続したことを特徴とする電動自転車
   用バッテリーケース。