JPH0911759A - 車両用バッテリ収納装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インナボックスの着脱作業中にインナボック
スを落下させた場合でも接続機構部の損傷を防止できる
車両用バッテリ収納装置を提供する。 【構成】 略上向きの挿入開口２１ｆを有するアウタボ
ックス２１を車両側に固定し、バッテリを内蔵するイン
ナボックス２２を上記アウタボックス２１内にその全長
に渡って収納されるよう、かつ上記挿入開口２１ｆから
出し入れ自在に収納し、上記インナボックス２２とアウ
タボックス２１との間にインナボックス２２をアウタボ
ックス２１内に収納したときバッテリ側と車両側とを電
気的に接続する接続機構４１を設けるとともに、閉時に
上記インナボックスを上記接続方向に付勢する蓋２５を
設け、上記インナボックス２２とアウタボックス２１と
の間に該インナボックス２２の挿入時の荷重を吸収する
緩衝機構５０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電動自転車のよ
うにモータ電源としてバッテリを搭載した車両における
バッテリ収納装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動自転車等のように走行中にバッテリ
を充電することの困難な車両の場合、非使用時に例えば
家庭用電源に接続された充電器によってバッテリを繰り
返し充電することとなる。このように頻繁に充填する必
要のある場合には、充電の際に車両自体を上記充電器の
近くに移動させなくても済むように、バッテリを車両か
ら取り外し可能に構成するのが望ましい。

【０００３】そこで、従来、例えば実公昭６０−７９９
５号公報に記載されているように、バッテリを収納する
バッテリケース全体を車両から着脱可能としたバッテリ
収納装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来装置
のように、バッテリケースを車両から着脱可能とする場
合には、バッテリケースを車両に装着すると自動的にバ
ッテリケース内のバッテリと車両側のモータ駆動回路と
が電気的に確実に接続され、かつインナボックスが機械
的に確実に固定される構造が望ましい。

【０００５】本出願人は、上記電気的接続を容易化すべ
く、バッテリ収納装置を、車両側に固定されたアウタボ
ックスと、該アウタボックス内に出し入れ自在に収納さ
れるバッテリ内蔵のインナボックスとで構成するととも
に、両ボックス間にインナボックスの挿入時に電気的に
接続される接続機構を設け、さらにインナボックスを上
記接続方向に付勢するようにしたものを開発している。

【０００６】ところが、アウタボックス内にインナボッ
クスを収納する構造を採用した場合、インナボックスを
着脱作業中に誤って落としてしまうと、場合によっては
重いバッテリの衝撃荷重により上記電気的接続機構部分
が損傷するという懸念がある。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、バッテリ側と車両側とを電気的に確実に接続できる
とともにインナボックスを機械的に確実に固定でき、さ
らにインナボックスの着脱作業中にインナボックスを落
とした場合でも接続機構部分の損傷を防止できる車両用
バッテリ収納装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、略上向きの挿
入開口を有するアウタボックスを車両側に固定し、バッ
テリを内蔵するインナボックスを上記アウタボックス内
にその全長に渡って収納されるように、かつ上記挿入開
口から出し入れ自在に収納し、上記インナボックスをア
ウタボックス内に収納したときバッテリ側と車両側とを
電気的に接続する接続機構を上記インナボックスとアウ
タボックスとの間に設けるとともに、上記アウタボック
スの挿入開口に蓋を開閉可能に、かつ閉時に上記インナ
ボックスを上記接続方向に付勢するよう設け、上記両ボ
ックス間に該インナボックスの挿入時の荷重を吸収する
緩衝機構を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明に係る車両用バッテリ収納装置によれ
ば、車両に固定されたアウタボックス内にバッテリ内蔵
のインナボックスとの間に、電気的接続機構を設け、さ
らにインナボックスを接続方向に付勢する蓋を設けたの
で、アウタボックス内にインナボックスを挿入し、蓋を
閉じると、インナボックス内のバッテリと車体側のモー
タ駆動回路とが自動的に電気的に接続され、かつ機械的
に固定される。

【００１０】そして上記アウタボックスとインナボック
スとの間に緩衝機構を設けたので、着脱作業時にインナ
ボックスが落下した場合には、上記緩衝機構がインナボ
ックスの落下荷重を吸収することとなり、電気的接続機
構部への衝撃力を抑制でき、該機構部の損傷を回避でき
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。図１ないし図１３は、本発明の一実施例による
パワーアシスト自転車のバッテリ収納装置を説明するた
めの図であり、図１はパワーアシスト自転車の右側面
図、図２，図３はアウタボックスの左側面図，正面図、
図４はインナボックスの右側面図、図５はインナボック
スのサイドカバーを外した状態の右側面図、図６はイン
ナボックスの一部断面左側面図、図７はインナボックス
の断面正面図、図８〜図１０はそれぞれアウタボックス
の平面図，断面正面図，断面平面図、図１１はインナボ
ックスの挿入状態を示す断面左側面図、図１２はインナ
ボックスの装着状態を示す断面左側面図、図１３は装着
状態の断面平面図である。なお、本実施例において、
左, 右とは乗車状態で見た左, 右のことである。

【００１２】図において、１は本実施例装置を備えたパ
ワーアシスト自転車であり、該自転車１の車体フレーム
２は、前輪３が回転自在に軸支されたフロントフォーク
４を回動自在に支持するヘッドパイプ２ａと、該ヘッド
パイプ２ａから後方斜め下方に延びるダウンチューブ２
ｂと、該ダウンチューブ２ｂの下部にセンタラグ５を介
してＶ字形をなすように連結されたシートチューブ２ｃ
と、上記ダウンチューブ２ｂの下端にハンガーラグ６を
介して連結された左右一対のチェーンステー２ｄと、上
記シートチューブ２ｃの上部とチェーンステー２ｄの後
端部とを略三角形をなすように連結する左右一対のシー
トステー２ｅとから構成されている。上記チェーンステ
ー２ｄとシートステー２ｅとは後輪ブラケット２ｆを介
して一体に連結されており、該後輪ブラケット２ｆには
後輪８が回転自在に支持されている。

【００１３】上記フロントフォーク４の上端には操向ハ
ンドル７が装着されており、また上記シートチューブ２
ｃの上端にはサドル９が装着されたシートピラーチュー
ブ１０が進退可能に挿入されている。このシートピラー
チューブ１０は上記シートチューブ２ｃの上端に配設さ
れたロックハンドル１１により所望高さ位置に固定可能
となっている。

【００１４】また上記サドル９は、シートピラーチュー
ブ１０の上端に固定されたブラケット１０ａの先端部に
上下に回動可能に装着されており、後述するバッテリ出
し入れ時には、該サドル９の後部を上方に回動させるこ
とによりバッテリとの干渉を回避できるようになってい
る。

【００１５】上記センタラグ５の下方には、パワーユニ
ット１２が配設されている。このパワーユニット１２
は、ペダル１３からクランク４を介してクランク軸１５
に入力された踏力と、補助駆動装置１６からの補助駆動
力とを合力し、チェーン５８を介して上記後輪８に伝達
する装置である。

【００１６】上記補助駆動装置１６は、補助駆動力を出
力する電動モータ１７と、該電動モータ１７の電源であ
るバッテリを収納するバッテリ収納装置１８と、上記電
動モータ１７からの補助駆動力を上記ペダル踏力，及び
車速に応じた値に制御するためのコントローラ１９とか
ら構成されている。この補助駆動力は、乗員のペダル踏
力１に対して１未満に設定されており、かつ車速が例え
ば１５Ｋｍ／ｈを越えた時点から次第に小さくなり、２
４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロになるように設定されて
いる。

【００１７】上記電動モータ１７，及びコントローラ１
９は上記ダウンチューブ２ｂの下側に該チューブ２ｂに
沿うように配設されており、該両部品及び上記ダウンチ
ューブ２ｂ，センタラグ５，ハンガラグ６の周囲は、上
下二分割式の上カバー２０ａ，下カバー２０ｂによって
覆われている。

【００１８】上記バッテリ収納装置１８は、アウタボッ
クス２１内にバッテリを内蔵するインナボックス２２を
出し入れ自在に収納した二重ケース構造のものであり、
上記シートチューブ２ｃの後側に該チューブ２ｃに沿う
ように配置され、アウタボックス２１の前壁２１ａの下
端部，後壁２１ｂの上端部にそれぞれ左右一対設けられ
たフランジ２１ｃ，２１ｄが車体フレーム２にボルト締
め固定されている。

【００１９】上記アウタボックス２１は、樹脂製の左,
右二分割構造のもので、前，後壁２１ａ，２１ｂの上部
に形成された係止爪２１ｅを係止するとともに、下端部
をボルト２４で固定することにより、上端に挿入開口２
１ｆを、下端に底壁２１ｇを有する略直方体状になって
いる。

【００２０】また上記アウタボックス２１の前壁２１ａ
には、上記シートチューブ２ｃに係止する係止片２１ｈ
が上下に延びるように形成されており、また左, 右側壁
２１ｉ，２１ｊには意匠効果を高めるための模様２１ｋ
が形成されている。なお、２１ｍは、インナボックス２
２を収納した状態で充電器の充電プラグを挿入するため
の充電開口である。

【００２１】上記アウタボックス２１の底壁２１ｇの前
側部分は斜め上方に傾斜するとともに他の部分より一段
高い段部２１ｐとなっている。この段部２１ｐは上記イ
ンナボックス２２の重量を支えるためのものである。ま
た上記底壁２１ｇには、バッテリを駆動回路に接続する
ための接続機構４１の一部を構成する雄コネクタ４２が
配置されている。該雄コネクタ４２は上記底壁２１ｇの
外面に形成されたボス部にボルト締め固定され、その雄
端子４２ａは底壁２１ｇの内方に突出しており、また上
記雄端子４２ａはリード線４２ｂを介して上記電動モー
タ１７，コントローラ１９等に接続されている。

【００２２】上記アウタボックス２１の上端には挿入開
口２１ｆを開閉する蓋２５が配設されている。この蓋２
５は周縁に下方に屈曲するフランジ２５ａを有する皿状
のもので、その右側壁に形成されたボス部２５ｂがアウ
タボックス２１の右側壁２１ｊの上端に形成されたボス
部２１ｎ，２１ｎ間に挿通された支持ピン２６によっ
て、車両右側に回動可能に支持されている。

【００２３】上記蓋２５の内側右側、つまり蓋２５の回
転軸側には、二組の付勢機構２８が配設されている。こ
の付勢機構２８は、蓋２５の内面に下方に突出されたガ
イドロッド２５ｄに摺動リング２９を上下動自在に装着
するとともに、該摺動リング２９の押圧フランジ２９ａ
と上記蓋２５のばね座２５ｅとの間にスプリング３０を
介設した構造のものである。なお、３１は摺動リング２
９の下降位置を規制するストッパであり、これは上記ガ
イドロッド２５ｄの下端面にねじ３２で固定されてい
る。

【００２４】上記インナボックス２２は、ボックス本体
３３内にバッテリパック３４を収納した構造のものであ
る。上記バッテリパック３４は、左右２分割構造の樹脂
製の保持ケース３５内に、多数の充電可能の単電池３６
を直列接続してなる電池郡を車幅方向に向けて収納し、
該両分割ケース同士をピン３４ａで結合してなるもので
ある。上記電池郡の陰極，陽極に接続された放電用リー
ド線３７ａ及び充電用リード線３７ｂは該保持ケース３
５の外面に凹設されたリード溝３５ｂ内に配線され、か
つ係止爪３５ｃで係止されている。上記充電用リード線
３７ｂは上方に導出されて充電用接続端子３８に接続さ
れ、また上記放電用リード線３７ａは下方に導出されて
上記接続機構４１の一部を構成する雌コネクタ３９に接
続されている。

【００２５】上記ボックス本体３３は底ケース３３ａと
蓋ケース３３ｂとからなる左右二分割構造の樹脂製のも
のであり、上記バッテリパック３４を底ケース３３ａ内
に収容し、蓋ケース３３ｂを被せ、内方に突出したボス
部３３ｃ，３３ｄ部分をボルト４０ａ，４０ｂで固定し
た構造のものである。この場合、ボルト４０ｂが挿入さ
れたボス部３３ｃ，３３ｄは上記バッテリパック３４に
形成された固定フランジ部３５ａを共締めしており、こ
れによりバッテリパック３４がボックス本体３３内で動
くのを防止している。

【００２６】上記ボックス本体３３の底ケース３３ａ，
蓋ケース３３ｂには上下に延びるリブ３３ｅが形成され
ており、該リブ３３ｅがアウタボックス２１の内面に当
接することにより該アウタボックス２１内でインナボッ
クス２２が動くのを防止している。

【００２７】上記充電用接続端子３８は上記底ケース３
８ａの内面にボルト締め固定され、かつ該底ケース３３
ａの開口３３ｅから外方に臨んでおり、上記アウタボッ
クス２１内に挿入された状態では該アウタボックス２１
の充電開口２１ｍから充電器のプラグを接続可能になっ
ている。

【００２８】上記雌コネクタ３９は、上記ボックス本体
３３の底壁の下方突出部３３ｇに配設され、底ケース３
３ａ側にボルト締め固定されている。そしてこの雌コネ
クタ３９の雌端子３９ａは外方に臨んでおり、インナボ
ックス２２をアウタボックス２１内に収納すると自動的
に上記雌端子３９ａに上記雄端子４２ａが接触するよう
になっている。なお、この雌，雄端子３９ａ，４２ａは
インナボックス２２がアウタボックス２１内で若干上下
に振動しても上記接触状態が保持されるように構成され
ている。

【００２９】また上記インナボックス２２の上壁には把
手４３が可倒可能に配設されている。この把手４３は長
辺部４３ａの両端に短辺部４３ｂを屈曲形成してなる略
コ字形をなしており、該短辺部４３ｂがボックス本体３
３の上壁に形成されたボス部３３ｇに挿通された支持ピ
ン４４で回動自在に支持されている。

【００３０】上記支持ピン４４は、図９に示すように、
インナボックス２２の幅方向中心線ａより車体左側にｂ
だけ偏位しており、把手４３の高さは、倒したとき長辺
部４３ａの先端がインナボックス２２の右側面に一致す
るように設定されている（図７の二点鎖線参照）。そし
て把手４３を図７に示す正規の側に倒すと、上述の付勢
機構２８で把手４３を介してインナボックス２２を押圧
できるようになっている。

【００３１】そして上記ボックス本体３３の底壁には、
上記アウタボックス２１の段部２１ｐに対応した高さを
有する段部３３ｆが形成されており、インナボックス２
２をアウタボックス２１内に収納した状態では、上記段
部２１ｐに段部３３ｆが当接し、該インナボックス２２
の重量はこの段部２１ｐによって支持され、上記接続機
構４１に過大な荷重が作用するのを防止している。

【００３２】さらにまた、本実施例のバッテリ収納装置
１８には、図１１ないし図１３に示すように、インナボ
ックス挿入時の荷重を吸収する緩衝機構５０が配設され
ている。この緩衝機構５０は、アウタボックス２１の前
壁２１ａ下部の左，右コーナ部内面に一対の上下方向に
延びるゴム製の弾性部材５１を貼着し、該各弾性部材５
１に上記インナボックス２２の傾斜押圧面５３に摺接す
る樹脂製のガイド部材５２を貼着した構造のものであ
る。

【００３３】上記傾斜押圧面５３はインナボックス２２
の前壁の左右コーナ部外面に形成され、底側ほど深くな
っており、該傾斜押圧面５３の長さはインナボックス２
２の底壁段部３３ｆから上方に２／３程度にわたってい
る。

【００３４】上記弾性部材５１は上端から下端まで同じ
厚さの四角柱状のものである。上記ガイド部材５２は下
端側ほど厚肉の四角柱状のものであり、該ガイド部材５
２の内側面は、上記インナボックス２２の傾斜押圧面５
３と同じ傾斜角度を有する傾斜受面５２ａとなってい
る。また上記ガイド部材５２の上端部にはインナボック
ス収納完了時に前壁２１ａの内面に当接して前後方向の
がたつきを規制するストッパ部５２ｂが屈曲形成されて
いる。

【００３５】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例のバッテリ収納装置１８を備えたパワーア
シスト自転車１において、バッテリを充電するには、サ
ドル９を図１の二点鎖線位置に回動させ、アウタボック
ス２１のロックシリンダ２７にキースイッチを挿入して
ロックを外す。すると付勢機構２８のスプリング３０が
伸びて蓋２５が少し浮き上がるので、これを図３に二点
鎖線で示す位置に開き、インナボックス２２を把手４３
を持って外方に引き出す。そして該インナボックス２２
を充電器の設置場所に持って行き、充電端子３８に充電
器の充電プラグを接続する。なお、バッテリを自転車１
に搭載したままで充電する場合は、アウタボックス２１
の充電開口２１ｍから上記充電端子３８に充電プラグを
接続することとなる。

【００３６】充電が終了した場合には、図１１，図１２
に示すように、上記インナボックス２２をアウタボック
ス２１内に挿入開口２１ｆから挿入する。すると該イン
ナボックス２２の傾斜押圧面５３がガイド部材５２の傾
斜受面５２ａに摺接するとともにガイド部材５２を押圧
し、これにより弾性部材５１が変形してインナボックス
２２の挿入荷重を吸収する。

【００３７】この状態でインナボックス２２を押し込む
と弾性部材５１がさらに変形し、該インナボックス２２
の底面に配置された雌コネクタ３９とアウタボックス２
１の底部に配置された雄コネクタ４２とが自動的に接続
され、かつインナボックス２２の重量は、これの段部３
３ｆがアウタボックス２１の段部２１ｐに当接すること
によって支持され、過大な荷重が雄，雌コネクタ４２，
３９に作用することはない。また上記インナボックス２
２は、ガイド部材５２のストッパ部５２ｂが前壁２１ａ
に当接することによって、また弾性部材５１の付勢力で
もって前後方向への移動が規制されており、走行中の振
動によりがたつくことはなく、この点からも電気的接続
部の損傷が防止されている。

【００３８】ここで、上記インナボックス２２を挿入時
の途中で誤って落とした場合には、インナボックス２２
の重量が大きいことから、該落下による衝撃荷重により
接続機構４１，樹脂ケースの段部３３ｆ，２１ｐ等が損
傷する懸念がある。これに対して本実施例では、上述の
緩衝機構５０を設けたので、上記接続機構４１，樹脂ケ
ース等に衝突する前に、上記緩衝機構５０がインナボッ
クス２２の落下荷重を吸収して落下速度を減速させ、こ
れにより着地時の衝撃力は大幅に軽減され、落下による
上記接続機構４１等の損傷を回避できる。

【００３９】そしてインナボックス２２の把手４３を図
７に示す位置に倒した後、蓋２５を閉じると、まず付勢
機構２８の摺動リング２９の押圧フランジ２９ａが上記
把手４３をスプリング３０の付勢力でもって押圧し、該
把手４３のインナボックス２２を押圧する。これにより
上記接続機構４１による電気的接続が確実となるととも
に、インナボックス２２がアウタボックス２１に対して
機械的に固定され、またこれと同時に把手４３はインナ
ボックス２２に対して機械的に固定される。

【００４０】なお、上記実施例では、弾性部材５１とガ
イド部材５２とからなる緩衝機構５０を例にとって説明
したが、本発明の緩衝機構はこれに限られるものではな
く、例えば、図１４，又は図１５に示すものも採用でき
る。

【００４１】図１４（ａ），（ｂ）に示す緩衝機構５５
は、複数個の筒部材５６・・を伸縮自在に連結し、該筒
部材５６内にこれを伸張方向に付勢するスプリング５７
を配設した構造のもので、該緩衝機構５５をアウタボッ
クス２１の段部２１ｐ部分に配置することにより、イン
ナボックス２２の落下荷重を吸収するように構成されて
いる。

【００４２】また図１５に示す緩衝機構６０は、オイル
ダンパ６１内のスプリング６１ａで付勢されたピストン
６２にロッド６３を介してローラ６４を軸支した構造と
し、またローラ６４が転接するインナボックス２２の底
壁６５を傾斜させるとともに、前壁６６に傾斜押圧面６
６ａを形成した例である。これは、上記ローラ６４を上
記傾斜押圧面６６ａが押圧することによりインナボック
ス２２の落下速度を減速させる。

【００４３】また、上記実施例では、ペダル踏力に応じ
た補助駆動力を供給するパワーアシスト自転車を例にと
って説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるも
のではなく、他の電動車両にも適用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る車両用バッテ
リ収納装置によれば、インナボックスとアウタボックス
との間にインナボックス収納時にバッテリ側と車両側と
を電気的に接続する接続機構を設けるとともに、閉時に
インナボックスを接続方向に付勢する蓋を設け、上記イ
ンナボックスとアウタボックスとの間に該インナボック
スの挿入荷重を吸収する緩衝機構を設けたので、インナ
ボックスの収納と同時に自動的に電気的接続及び機械的
固定を確実に行うことができ、かつインナボックスを落
下させた場合でも衝撃荷重を吸収でき、電気的接続部の
損傷を回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるバッテリ収納装置を備
えたパワーアシスト自転車の右側面図である。

【図２】上記実施例装置のアウタボックスの左側面図で
ある。

【図３】上記実施例装置のアウタボックスの正面図であ
る。

【図４】上記実施例装置のインナボックスの右側面図で
ある。

【図５】上記実施例装置のインナボックスの蓋ケースを
外した状態の右側面図である。

【図６】上記実施例装置のインナボックスの一部断面左
側面図である。

【図７】図４のVII-VII 線断面図である。

【図８】上記実施例装置のアウタボックスの平面図であ
る。

【図９】図８のIX-IX 線断面図である。

【図１０】図３のX-X 線断面図である。

【図１１】上記実施例装置のインナボックスの挿入状態
を示す断面側面図である。

【図１２】上記実施例装置のインナボックスの収納完了
状態を示す側面図である。

【図１３】図１２のXIII-XIII 線断面図である。

【図１４】上記実施例装置の緩衝機構の変形例を示す図
である。

【図１５】上記実施例装置の緩衝機構他の変形例を示す
図である。

【符号の説明】

１ パワーアシスト自転車（車両） １８ バッテリ収納装置 ２１ アウタボックス ２１ｆ 挿入開口 ２２ インナボックス ２５ 蓋 ２８ 付勢機構 ３６ 電池（バッテリ） ４１ 接続機構 ５０，５５，６０ 緩衝機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略上向きの挿入開口を有するアウタボッ
   クスを車両側に固定し、バッテリを内蔵するインナボッ
   クスを上記アウタボックス内にその全長に渡って収納さ
   れるよう、かつ上記挿入開口から出し入れ自在に収納
   し、上記インナボックスをアウタボックス内に収納した
   ときバッテリ側と車両側とを電気的に接続する接続機構
   を上記インナボックスとアウタボックスとの間に設ける
   とともに、上記アウタボックスの挿入開口に蓋を開閉可
   能に、かつ閉時に上記インナボックスを上記接続方向に
   付勢するように設け、上記両ボックス間に該インナボッ
   クスの挿入時の荷重を吸収する緩衝機構を設けたことを
   特徴とする車両用バッテリ収納装置。