JPH06237535A - 電動自転車のバッテリ充電装置 - Google Patents

電動自転車のバッテリ充電装置

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JPH06237535A
JPH06237535A JP5043385A JP4338593A JPH06237535A JP H06237535 A JPH06237535 A JP H06237535A JP 5043385 A JP5043385 A JP 5043385A JP 4338593 A JP4338593 A JP 4338593A JP H06237535 A JPH06237535 A JP H06237535A
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JP
Japan
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battery
connector
relay
cable
charging
Prior art date
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Application number
JP5043385A
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English (en)
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Shinji Musashijima
伸二 武蔵島
Masamichi Araki
正道 荒木
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06237535A publication Critical patent/JPH06237535A/ja
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第３者が充電口から端子を短絡させてもバッ
テリの電力を確保できるようにする。 【構成】 バッテリ２０を、充電器５３のケーブル５３
ａ，５３ｂにコネクタ５１を介して接続して充電する構
造とする。充電回路におけるコネクタ５１とバッテリ２
０との間にリレー５２を介装する。コネクタ５１の陽極
端子をリレー５２の可動接点を介してバッテリ２０に接
続し、リレー５２の励磁コイルを充電器５３から給電す
る。コネクタ５１が接続されていないときはリレー５２
が充電回路を断つから、コネクタ５１の端子を短絡させ
てもバッテリは放電されない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動自転車用バッテリ
を充電するときに用いる電動自転車のバッテリ充電装置
に関するものである。
【０００２】
【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
公報に開示されたものがある。この公報に示された電動
自転車は、サドルの下方にバッテリが配置され、このバ
ッテリからクランク軸近傍のモータへ給電する構造にな
っていた。また、この電動自転車においてバッテリを充
電するには、バッテリを車体から外して充電装置本体に
接続したり、車載状態のバッテリに充電装置本体から延
びる充電ケーブルを接続して行っていた。
【０００３】バッテリを車体から外さずに充電を行う場
合には、バッテリとモータ側とを電気的に接続する放電
回路のコネクタを一旦外し、バッテリ側コネクタを充電
ケーブルのコネクタに接続して行っていた。すなわち、
この電動自転車は、バッテリ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造になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成された従来の電動自転車では、駐輪場等に駐車
してあるときに第３者が放電回路のコネクタを外し、バ
ッテリ側コネクタの端子を短絡させた場合には、バッテ
リが過放電状態になってしまうという問題があった。
【０００５】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、第３者にいたずらされてもバッテリ
の電力を確保できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電動自転車
のバッテリ充電装置は、クランク軸駆動用モータに給電
するバッテリを、充電器に接続された充電ケーブルにコ
ネクタを介して接続して充電する構造とし、充電回路に
おける前記コネクタとバッテリとの間にリレーを介装し
てなり、前記コネクタの陽極端子と陰極端子とのうち何
れか一方を前記リレーの可動接点を介してバッテリに接
続すると共に、このリレーの励磁コイルを、コネクタの
陽極端子に接続して充電ケーブル側から給電するもので
ある。
【０００７】
【作用】コネクタが接続状態でないときにはリレーによ
ってコネクタとバッテリとの間の回路が断たれるから、
コネクタの端子を短絡させてもバッテリは放電されな
い。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るバッテリ充
電装置を備えた電動自転車の側面図、図２は電動自転車
の一部を拡大して示す側面図、図３はバッテリケースに
おける右側ケース本体を外した状態の側面図、図４は図
３におけるバッテリケースのIV−IV線断面図、図５は本
発明に係るバッテリ充電装置の電気回路図である。
【０００９】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の後部にラグ５を介して連
結されたシートチューブ２ｃと、前記ラグ５から後方へ
延び、ダウンチューブ２ｂの後端に連結された左右一対
のチェーンステー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左右
一対のシートステー２ｅ等とから構成されている。
【００１０】そして、前記フロントフォーク４の上端部
には操向ハンドル６が装着されており、前記シートチュ
ーブ２ｃの上端部にはシートピラーチューブ７を介して
サドル８が取付けられている。また、前記チェーンステ
ー２ｄの後端部およびシートステー２ｅの下端部には、
後輪９を回転自在に支持するための後輪ブラケット２ｆ
が一体的に設けられている。
【００１１】１０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１０は、後
述するバッテリーから給電されると共にコントローラに
よって制御されるモータ１１と、クランク軸１２を有す
るギヤボックス１３と、クランク軸１２に軸装されたチ
ェーンリング（図示せず），クランク１４およびペダル
１５等を備えている。そして、このモータユニット１０
は、ダウンチューブ２ｂに沿わせてダウンチューブ２ｂ
の下方に配置され、前記ラグ５と、ダウンチューブ２ｂ
の後端ブラケット１６とにねじ止めされている。なお、
このモータユニット１０は、車体右側に位置するチェー
ンリングがチェーン１７を介して後輪９に連結されてい
る。
【００１２】前記モータユニット１０のモータ１１は、
図５に示すように電源供給用メインリレー１８を介して
コントローラ１９が接続され、このコントローラ１９を
介してバッテリ２０から給電される構造になっている。
図５において符号２１はメインスイッチ、２２は電源電
圧が低下したときに点灯するパイロットランプ、２３は
車速を検出するスピードセンサ、２４はクランク軸の回
転角度を検出するアングルセンサ、２５，２６はヒュー
ズである。また、コントローラ１９内に符号２７，２８
で示すものは、モータ１１，メインリレー１８のコイル
のフライホイールダイオードである。
【００１３】前記モータ１１，メインリレー１８，コン
トローラ１９およびメインスイッチ２１は、図１および
図２に示すように、フレーム２のダウンチューブ２ｂに
沿って前後に一列に並べられ、各々ダウンチューブ２ｂ
の下方に配置されてダウンチューブ２ｂに支持されてい
る。さらに詳述すると、ダウンチューブ２ｂの後部にモ
ータ１１が配置され、このモータ１１の前側にメインリ
レー１８，コントローラ１９およびメインスイッチ２１
が順に配置されている。すなわち、図５に示す電気回路
においてモータ１１とコントローラ１９との間に位置す
るメインリレー１８が、フレーム２への搭載状態におい
てもモータ１１とコントローラ１９との間に介在されて
いる。このようにすることによって、モータ１１にコン
トローラ１９を接続するリード線を可及的短くすること
ができる。
【００１４】前記コントローラ１９は、メインスイッチ
２１がＯＮ状態のときであってペダル１５からクランク
軸１２に乗員の踏力が加えられたときのみに、モータ１
１を回転させてクランク軸１２にモータ１１からの動力
を伝えるように構成されている。前記モータ１１を回転
させたり停止させるに当たっては、コントローラ１９が
メインリレー１８によってモータ１１への給電回路をＯ
Ｎ，ＯＦＦさせて行う。すなわち、ペダル１５を踏む
と、クランク軸１２にはその踏力に加えてモータ１１か
らの回転トルクが付与されることになる。なお、本実施
例で用いるギヤボックス１３は、ワンウェイクラッチ
（図示せず）が内装され、モータ１１側の回転よりペダ
ル１５側の回転が高くなったときにモータ１１側にクラ
ンク軸１２からトルクが伝わって回転抵抗が大きくなる
のを防ぐ構造になっている。
【００１５】コントローラ１９は、図２に示すように、
ダウンチューブ２ｂに固定されたアッパーケース２９
と、このアッパーケース２９の下部に固定されてアッパ
ーケース２９の下側開口を塞ぐロアケース３０と、これ
ら両ケース内に収納された電子部品（図示せず）等とか
ら形成されている。アッパーケース２９は合成樹脂によ
って形成されてその前後２箇所が取付けねじ１９ａ，１
９ｂによってダウンチューブ２ｂに固定されている。ま
た、ロアケース３０は、熱伝導が効率よく行われるよう
にアルミニウム合金等の金属材によって一体成形され、
下部に放熱フィン３０ａが形成されている。
【００１６】そして、上述したアッパーケース２９の後
面に前記メインリレー１８がバンド１８ｃによって固定
されている。このメインリレー１８は、コントローラ１
９を後方から見た状態では右下がりに傾斜するように取
付けられている。このように傾斜させると、メインリレ
ー１８に設けられたリード線１８ａ，１８ｂの下部貫通
部に水が溜まり難くなる。なお、メインリレー１８とコ
ントローラ１９を接続するリード線１８ａは防水式グロ
メット３１を介してアッパーケース２９を貫通してい
る。
【００１７】３２は前記モータ１１，メインリレー１
８，コントローラ１９およびメインスイッチ２１等の電
装品を覆う車体カバーである。この車体カバー３２は、
上下に分割形成されたカバー本体３３，３４からなり、
ダウンチューブ２ｂおよびこのダウンチューブ２ｂに取
付けられた電装品（メインスイッチ２１，コントローラ
１９，メインリレー１８およびモータ１１等）を両カバ
ー本体３３，３４によって挾むようにして覆う構造にな
っている。
【００１８】下側のカバー本体３４はコントローラ１９
の下部前面と対応する部分が開口されており（この開口
を図中符号３２ａで示す）、この開口３２ａからコント
ローラ１９の放熱フィン３０ａがケース外に突出してい
る。また、この車体カバー３２の後部は、モータユニッ
ト１０の後側において車体後方へ向けて開口している。
この開口を図中符号３２ｂで示す。このように車体カバ
ー３２の前後に開口部を設けると、走行時には走行風が
前側の開口３２ａからカバー内へ導入され、車体カバー
３２内をダウンチューブ２ｂに沿って流れて後側の開口
３２ｂから排出されるようになるから、この空気流によ
ってコントローラ１９やモータ１１等を冷却することが
できる。
【００１９】次に、上述したモータユニット１０やコン
トローラ１９等に給電するバッテリ２０について説明す
る。バッテリ２０は、図中符号３５で示すバッテリケー
スに収容されて車体に搭載されている。このバッテリ２
０としては１２Ｖのものが採用され、本実施例では２つ
のバッテリ２０をバッテリケース３５内で直列に接続し
て給電している。
【００２０】バッテリケース３５は図４に示すように左
右に２分割され、左側ケース本体３６と右側ケース本体
３７を合わせることによって上下方向に細長い箱状に形
成されている。また、このバッテリケース３５は、内部
のバッテリ収容空間とケース外とがバッテリケース後側
上部の連通路３５ａを介して連通されている。この連通
路３５ａは、バッテリケース３５の後壁の上部を間隔を
おいて二重にすることによって形成され、反転式通路を
構成している。すなわち、バッテリ２０を充電すること
によって生じる水素ガス等は、図３中に矢印で示すよう
に連通路３５ａを通ってケース外へ排出されることにな
る。
【００２１】さらに、このバッテリケース３５は内部に
バッテリ２０を上下に重ねるようにして２つ収納する構
造になっており、シートチューブ２ｃと後輪９との間に
配置されている。すなわち、このバッテリケース３５
は、その車幅方向の寸法が左右のシートステー２ｅどう
しの間を通される寸法に設定されると共に、前後方向の
寸法がシートチューブ２ｃと左右一対の補助シートチュ
ーブ３８との間を通される寸法に設定されている。な
お、この補助シートチューブ３８は、左右のシートステ
ー２ｅとダウンチューブ２ｂの後端部の間にシートチュ
ーブ２ｃと平行に架け渡されている。そして、このバッ
テリケース３５は、その内部にバッテリ２０を収容した
状態で上部が取付けねじ３５ｂによってシートステー２
ｅの上部に固定され、下部が取付けねじ３５ｃによって
ラグ５に固定されている。
【００２２】バッテリケース３５内に収容されるバッテ
リ２０は、図３および図４に示すように、陽極端子２０
ａと陰極端子２０ｂが上下に位置づけられ、下側のバッ
テリ２０の陽極端子２０ａが上側のバッテリ２０の陰極
端子２０ｂに連結ケーブル３９を介して導通され、下側
のバッテリ２０の陰極端子２０ｂと上側のバッテリ２０
の陽極端子２０ａとが陽極側バッテリケーブル４０，陰
極側バッテリケーブル４１を介して負荷側（コントロー
ラ１９やメインスイッチ２１等）に接続されている。陽
極側バッテリケーブル４０中にはヒューズ２６が介装さ
れている。
【００２３】そして、このバッテリ２０を収容するバッ
テリケース３５には、バッテリ２０を負荷側に接続する
ためのコネクタ４２と、前記バッテリケーブル等を保持
するためのケーブル保持板４３と、バッテリ２０を充電
するための充電装置４４等が内蔵されている。前記コネ
クタ４２は陽極側バッテリケーブル４０と陰極側バッテ
リケーブル４１が接続され、バッテリケース３５の下端
部に設けられており、フレーム２に固定された負荷側コ
ネクタ４５に接続される構造になっている。なお、この
負荷側コネクタ４５はダウンチューブ２ｂに沿って延び
るリード線（図示せず）を介してコントローラ１９やメ
インスイッチ２１に接続されている。
【００２４】前記ケーブル保持板４３は、合成樹脂によ
って略板状に形成され、有底角筒状を呈する右側ケース
本体３７の底部とバッテリ２０との間に配置されてい
る。そして、このケーブル保持板４３には、前記バッテ
リケーブルおよび後述する充電ケーブルを保持するケー
ブル保持溝４６が一体成形されている。
【００２５】このケーブル保持溝４６は、ケーブル保持
板４３を構成する板材を部分的に凹ませることによって
形成され、前記ケーブルの配線経路を構成している。す
なわち、このケーブル保持溝４６に各ケーブルを挿入す
ることによって、各ケーブルを所定の配線経路通りに配
線することができる。
【００２６】前記ケーブル保持溝４６の近傍に設けられ
た符号４７で示すものは、ケーブル保持溝４６からケー
ブルが外れるのを防ぐためのケーブル保持片である。こ
のケーブル保持片４７は、ケーブル保持板４３を構成す
る板材に一体に設けられてケーブル保持溝４６の解放側
に臨んでおり、ケーブル保持溝４６に沿って間隔をおい
て複数設けられている。すなわち、このケーブル保持片
４７を僅かに弾性変形させてケーブルをケーブル保持溝
４６に挿入することによって、ケーブルはケーブル保持
片４７によって外れ止めされることになる。
【００２７】また、前記ケーブル保持溝４６は、ケーブ
ル折曲げ部での溝幅が他の部分より広く形成されてい
る。このようにすると、溝幅の広い部分でケーブルの曲
率半径を大きくとることによって、ケーブルの余長を逃
がすことができる。
【００２８】さらに、このケーブル保持板４３上に搭載
された符号４８で示すものは予備ヒューズである。この
予備ヒューズ４８や陽極側バッテリケーブル４０中のヒ
ューズ２６は、前記ケーブル保持溝４６と同等に形成さ
れた凹部に挿入されて保持されている。また、前記ヒュ
ーズ２６と対向する右側ケース本体３７には、点検穴４
９が開口されており、この点検穴４９を通してヒューズ
２６を目視点検できるように構成されている。この点検
穴４９にはグロメット５０が着脱自在に嵌着され、通常
は雨水や塵埃が点検穴４９からバッテリケース３５内に
侵入するのを防ぐ構造になっている。なお、ヒューズ２
６を点検するには、車体カバー３２の上側ケース本体３
３を車体から外し、前記グロメット５０を右側ケース本
体３７から外して行う。
【００２９】前記充電装置４４は、充電電流が供給され
るコネクタ５１と、充電回路において前記コネクタ５１
とバッテリ２０との間に介装されたリレー５２とから構
成されている。前記コネクタ５１は図５に示すように、
充電器５３の陽極側ケーブル５３ａおよび陰極側ケーブ
ル５３ｂに接続された充電器側コネクタ本体５４と、こ
の充電器側コネクタ本体５４が着脱され、前記リレー５
２に接続されたバッテリ側コネクタ本体５５とによって
形成されている。前記充電器５３は、不図示の家庭用電
源から給電され、陽極側ケーブル５３ａと陰極側ケーブ
ル５３ｂに接続されたバッテリを充電する従来周知の構
造のものである。
【００３０】前記コネクタ５１の各コネクタ本体５４，
５５は、２つの陽極端子５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５
ｂが設けられると共に、１つの陰極端子５４ｃ，５５ｃ
が設けられ、３端子構造になっている。前記充電器側コ
ネクタ本体５４は、２つの陽極端子５４ａ，５４ｂが充
電器５３の陽極側ケーブル５３ａに接続され、陰極端子
５４ｃが陰極側ケーブル５３ｂに接続されている。
【００３１】バッテリ側コネクタ本体５５は、充電器側
コネクタ本体５４が嵌合する差込み口を車体左側へ向け
てバッテリケース３５の上部に取付けられ、左側ケース
本体３６に開口された充電口を介して露出するようにな
っている。なお、この左側ケース本体３６の充電口には
蓋体５６が着脱自在に嵌着され、充電しないときには雨
水や塵埃が充電口からバッテリケース３５内に侵入する
のを防いでいる。
【００３２】バッテリ側コネクタ本体５５の２つの陽極
端子のうち充電器側コネクタ本体５４の陽極端子５４ａ
と対応する陽極端子５５ａは、リレー５２の可動接点お
よび充電ケーブル５７を介して上側のバッテリ２０の陽
極端子２０ａに接続されている。さらに、このバッテリ
側コネクタ本体５５の他の陽極端子５５ｂと陰極端子５
５ｃは、前記リレー５２の励磁コイルに接続されてい
る。なお、励磁コイルの回路は陰極端子５５ｃ側が接地
されてバッテリ２０の陰極に導通されている。回路図上
では接地する構造になっているが、この接地を行うに当
たっては、図３中に符号５７で示す充電ケーブルが用い
られている。
【００３３】次に、このように構成されたバッテリ充電
装置によってバッテリ２０を充電する手順について説明
する。先ず、バッテリケース３５から蓋体５６を外して
バッテリ側コネクタ本体５５の差込み口を露出させ、そ
こに充電器側コネクタ本体５４を差し込んで陽極端子ど
うしおよび陰極端子どうしをそれぞれ接続させる。この
状態で充電器５３を作動させる。なお、充電器５３を予
め作動させた状態でコネクタを接続してもよい。
【００３４】このようにすると、バッテリ側コネクタ本
体５５の陽極端子５５ｂからリレー５２の励磁コイルの
回路へ給電されて可動接点がＯＮ状態になり、充電電流
が充電ケーブル５７を通ってバッテリ２０に流れるよう
になる。この状態で充電が行われる。
【００３５】したがって、バッテリ側コネクタ本体５５
が通電されて陽極端子５５ｂと陰極端子５５ｃとの間に
電位差が生じることによって充電回路が閉成されること
になるから、コネクタ５１が接続状態でないときには、
リレー５２によってコネクタ５１とバッテリ２０との間
の回路が断たれることになる。このため、駐車時に第３
者が蓋体を５６を外してバッテリ側コネクタ本体５５の
陽極端子５５ａ，５５ｂ，陰極端子５５ｃを短絡させた
としても、バッテリ２０が放電されることはない。
【００３６】なお、本実施例ではコネクタ５１を３端子
構造とした例を示したが、本発明を実施するに当たって
は、２端子構造でもよい。このようにするときには、陽
極端子および陰極端子をリレー５２の励磁コイルの回路
に接続しておく。また、本実施例ではリレー５２の可動
接点で陽極側を断続させたが、陰極側を断続させるよう
にしてもよい。
【００３７】さらに、本実施例ではコントローラ１９へ
大電流が流れるのを防ぐヒューズ２６をバッテリケーブ
ル４０中に介在させたが、図５中に二点鎖線で示すよう
に、２つのバッテリ２０を接続する連結ケーブル３９に
介在させることもできる。このようにすると、ヒューズ
２６が切れたときには放電系および充電系の全ての回路
に給電されなくなる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電動自
転車のバッテリ充電装置は、クランク軸駆動用モータに
給電するバッテリを、充電器に接続された充電ケーブル
にコネクタを介して接続して充電する構造とし、充電回
路における前記コネクタとバッテリとの間にリレーを介
装してなり、前記コネクタの陽極端子と陰極端子とのう
ち何れか一方を前記リレーの可動接点を介してバッテリ
に接続すると共に、このリレーの励磁コイルを、コネク
タの陽極端子に接続して充電ケーブル側から給電するた
め、コネクタが接続状態でないときにはリレーによって
コネクタとバッテリとの間の回路が断たれるから、コネ
クタの端子を短絡させてもバッテリは放電されない。
【００３９】したがって、第３者がコネクタ部分を短絡
させたとしても、バッテリの電力を確保することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバッテリ充電装置を備えた電動自
転車の側面図である。
【図２】電動自転車の一部を拡大して示す側面図であ
る。
【図３】バッテリケースにおける右側ケース本体を外し
た状態の側面図である。
【図４】図３におけるバッテリケースのIV−IV線断面図
である。
【図５】本発明に係るバッテリ充電装置の電気回路図で
ある。
【符号の説明】
１ 電動自転車 １０ モータユニット １１ モータ ２０ バッテリ ４４ 充電装置 ５１ コネクタ ５２ リレー ５３ 充電器 ５４ 充電器側コネクタ本体 ５４ａ 陽極端子 ５４ｂ 陽極端子 ５４ｃ 陰極端子 ５５ バッテリ側コネクタ本体 ５５ａ 陽極端子 ５５ｂ 陽極端子 ５５ｃ 陰極端子
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｍ 23/02 Ｊ 7331−3Ｄ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク軸駆動用モータに給電するバッ
    テリを、充電器に接続された充電ケーブルにコネクタを
    介して接続して充電する構造とし、充電回路における前
    記コネクタとバッテリとの間にリレーを介装してなり、
    前記コネクタの陽極端子と陰極端子とのうち何れか一方
    を前記リレーの可動接点を介してバッテリに接続すると
    共に、このリレーの励磁コイルを、コネクタの陽極端子
    に接続して充電ケーブル側から給電することを特徴とす
    る電動自転車のバッテリ充電装置。
JP5043385A 1993-02-09 1993-02-09 電動自転車のバッテリ充電装置 Pending JPH06237535A (ja)

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