JPH10112358A

JPH10112358A - 充電用コネクター

Info

Publication number: JPH10112358A
Application number: JP8268282A
Authority: JP
Inventors: Masashi Morikawa; 雅司森川; Hideaki Aoki; 英明青木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリーの充電用コネクター部材上での水
飛散によるショートを防止する。【解決手段】バッテリー10を搭載し、該バッテリーか
らの給電によりモータ12が回転して、駆動または駆動の
補助を行なう電動自転車の該バッテリーを含む自転車上
に設けたバッテリー側コネクター部材110と、外部電源
に接続された電源側コネクター部材130とによって構成
される充電用コネクター100において、バッテリー側コ
ネクター部材110は、バッテリー10に電気的に接続され
た一対の充電用電極122、122、該電極とバッテリー10と
の間に設けた充電用ON−OFF回路150及び該回路を制御す
るリードスイッチ126を具えており、電源側コネクター
部材130は、電源170に繋がり前記バッテリー側の一対の
電極122、122に接触可能な一対の電極136、136及び前記
リードスイッチ126を作動させるためのマグネット138を
具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動自転車用等に
使用されるバッテリーの充電用コネクターに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、自転車にモータを取り付け、使用
者のペダルの踏込み力を補助する所謂「電動モータ付自
転車」が実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】バッテリーに充電のた
めの電力を供給する際、バッテリー側の雌コネクター部
材と電源側の雄コネクター部材からなるコネクターにて
電源とバッテリーを接続するが、バッテリー側の雌コネ
クター部材には電圧が印加されており、該雌コネクター
部材に水がかかるとショートする危険があった。

【０００４】従来の雌コネクター部材は、雄コネクター
から突出した接続及び通電用の突起を受けるための穴が
設けられ、該穴にバネ作用を有し穴内に該突起を挟圧可
能な受片を配備しているため、防水構造の採用は困難で
あった。

【０００５】そこで出願人は、対を成す２つのコネクタ
ー部材をマグネットによって脱着可能となし、バッテリ
ー側コネクター部材の２つの電極を外部に露出させた防
水性の高いコネクターを案出した。ところがこの場合で
も、外部に露出した２つの電極に水がかかると電極間で
ショートする虞れがあり、また、誤って電極間に手指が
触れてもショートする問題がある。本発明の目的は、バ
ッテリー側コネクター部材上で不用意にショートする虞
れのないバッテリー充電用コネクターを提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリー(1
0)を搭載し、該バッテリー(10)からの給電によりモータ
(12)が回転して、駆動または駆動の補助を行なう電動自
転車の該バッテリーを含む自転車上に設けたバッテリー
側コネクター部材(110)と、外部電源(170)に接続された
電源側コネクター部材(130)とによって構成される充電
用コネクター(100)において、バッテリー側コネクター
部材(110)は、バッテリー(10)に電気的に接続された一
対の充電用電極(122)(122)、該電極(122)(122)とバッテ
リー(10)との間に設けた充電用ON−OFF回路(150)及び該
回路を制御するリードスイッチ(126)を具えており、電
源側コネクター部材(130)は、電源(170)に繋がり前記バ
ッテリー側の一対の電極(122)(122)に接触可能な一対の
電極(136)(136)及び前記リードスイッチ(126)を作動さ
せるためのマグネット(138)を具えている。

【０００７】バッテリー側コネクター部材(110)は、バ
ッテリー外殻の筐体(13)上に設けることができる。動力
自転車用のバッテリーに限定されることなく、充電式バ
ッテリーであれば実施可能である。バッテリー側コネク
ター部材(110)には、電源側コネクター部材(130)のマグ
ネット(138)との対応位置に磁性体(124)を設けて、両コ
ネクター部材(110)(130)を該マグネット(138)の吸着力
によって着脱可能に接続することができる。

【０００８】

【作用及び効果】バッテリー側コネクター部材(110)の
電極(122)(122)間が水や手指の接触によって電気的に繋
がる状態になっても、リードスイッチ(126)がOFF状態の
ままであるから、電極(122)(122)間でショートすること
はない。バッテリー側コネクター部材(110)と電源側コ
ネクター部材(130)を接続すると電源側コネクター部材
(130)のマグネット(138)によって、リードスイッチ(12
6)が自動的にＯＮとなり、充電用ON−OFF回路(150)を閉
じて充電を行なう。バッテリー側コネクター部材(110)
と電源側コネクター部材(130)をマグネット吸着によっ
て接続する構成にすれば、従来の突起と穴の係合による
接続構造に比べて、遥かに防水構造にし易いため、バッ
テリー側コネクター部材(110)内への雨水の侵入による
トラブルも防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、以下に説明する自転車
のバッテリーに限定されず、充電式バッテリーであれば
実施可能である。本発明を電動モータ付自転車(14)に適
用した実施例について説明を行なう。電動モータ付自転
車(14)は、図１に示すように、操舵輪となる前輪(24)
と、駆動輪となる後輪(26)を具え、後輪(26)の駆動系に
は、電動モータ(12)が連繋される。前輪(24)は、自転車
(14)のメインフレーム(28)前端に枢支されたフロントフ
ォーク(30)に回転自由に配備されており、該フロントフ
ォーク(30)の上端には、前輪操舵用のハンドル(32)が設
けられる。

【００１０】メインフレーム(28)の後端には、公知のペ
ダル機構(38)を枢支するハンガラッグ(34)が形成され、
該ハンガラッグ(34)から後方に向けて後輪(26)を枢支す
るチェーンステー(36)が設けられている。ハンガラッグ
(34)に枢支されたペダル機構(38)には、スプロケット(4
0)を具え、該スプロケット(40)と後輪軸(42)に配備され
たスプロケット(44)との間に無端状のチェーン(46)が配
備される。サドル(16)は、ハンガラッグ(34)から上方に
向けて突設されたサドル取付フレーム(18)の上部に配備
される。サドル取付フレーム(18)の上部とチェーンステ
ー(36)の後端との間は、バックホーク(48)にて補強され
ている。

【００１１】チェーンステー(36)には、電動モータ(12)
が配備される。電動モータ(12)は、減速機構(図示せず)
を介して後輪(26)の駆動系に連繋される。電動モータ(1
2)は、後述するバッテリー(10)に電気的に接続されて給
電を受け、回転駆動する。電動モータ(12)の駆動制御
は、後述するサドル取付フレーム(18)の収容室(52)下部
の制御室内の制御回路(58)によって行なわれる。制御回
路(58)は、使用者がペダル機構(38)に加えるトルクを測
定するセンサー(図示せず)に接続され、該センサーの測
定値をもとに、予め決められた駆動力にて電動モータ(1
2)を駆動する。尚、制御回路(58)による電動モータ(12)
の制御については公知であるため、説明を省略する。

【００１２】サドル取付フレーム(18)は、図２及び図５
に示すように、自転車(14)の幅方向に薄肉扁平な縦長の
筒状体であって、内部にバッテリー(10)を収容する収容
室(52)を具える。収容室(52)の上端は開口しており、開
口(20)の前縁には、該開口(20)を閉じる蓋体(22)が枢支
される。収容室(52)の一方の側面上端寄りに、後記する
バッテリー(10)上の充電用バッテリー側コネクター部材
(110)を外部露出させる蓋体(17)付きの開口(15)が設け
られ、収容室(52)下面にはバッテリー(10)と前記制御回
路(58)を電気的に接続するための入力端子(56)が設けら
れている。

【００１３】図４に示すように、バッテリー(10)は、外
殻である筐体(13)内に複数の略円柱状バッテリーセル(1
1)を自転車の幅方向に横向きに寝かせて、自転車の前後
方向及び上下方向に並べて配線(11a)にて直列接続して
構成される。バッテリー(10)の筐体(13)は、前記サドル
取付フレーム(18)の収容室(52)の形状に合わせて、自転
車の幅方向に薄い縦長扁平体に形成されている。バッテ
リー(10)の筐体(13)の側面上端寄りに充電用バッテリー
側コネクター部材(110)が組み込まれている。また、筐
体(13)の下面には出力端子(54)が設けられている。バッ
テリー(10)の上面には、バッテリー取出し用の把手(60)
が形成されている。

【００１４】バッテリー(10)は、図５に示すように、サ
ドル取付けフレーム(18)の収容室(52)との間に殆んど隙
間のない状態で収容される。バッテリー(10)をこのよう
に収容すると、全体として剛体のバッテリー(10)の強度
が、サドル取付フレーム(18)を補強して該フレームの強
度を向上させるから、サドル取付フレーム(18)の肉厚を
薄くすることができる。バッテリー(10)の収容状態で、
前記コネクター部材(110)がサドル取付フレーム(18)の
開口(15)に対応し、出力端子(54)は収容室(52)下面の入
力端子(56)に係合してバッテリーセル(11)の直列接続の
端部となる配線に電気的に接続される。

【００１５】蓋体(22)の上面には、先端にサドル(16)が
配備されたシートポスト(62)を具える。サドル(16)の後
部には、サドル(16)のクッション性を高めるスプリング
(64)を具える。蓋体(22)の下面には、蓋体(22)に対して
垂直方向に伸縮するコイルバネ(66)を具え、バッテリー
(10)を蓋体(22)に対して下向きに付勢し、バッテリー(1
0)の振動を抑えて、端子どうしの接触状態を良好にして
いる。蓋体(22)の後縁がサドル取付フレーム(18)と対向
する位置には、必要に応じて、サドル取付フレーム(18)
と蓋体(22)を固定するためのロック機構(図示せず)を具
える。該ロック機構は、鍵式のものを用いることがで
き、蓋体(22)の不用意な開放を防止する。

【００１６】バッテリー(10)を取り外すには、ロック機
構を解除し、サドル(16)の後端を掴んで前方上向きに引
っ張り、図３に示すように、サドル取付フレーム(18)を
開け、把手(60)を掴んで開口(20)からバッテリー(10)を
抜き出せばよい。また、バッテリー(10)を取り付けるに
は、同様にサドル取付フレーム(18)を開け、端子(54)(5
6)どうしが対向する向きにバッテリー(10)を開口(20)か
ら挿入すればよい。バッテリー(10)を挿入すると入力端
子(56)と出力端子(54)が電気的に接続され、電動モータ
(12)への給電が可能となる。バッテリー収容の後、サド
ル(16)を後方下向きに回動させ、蓋体(22)で開口(20)を
閉じてロックを行なえばよい。開口(20)を閉じると、蓋
体(22)下面のコイルバネ(66)がバッテリー(10)を下向き
に付勢し、入力端子(56)と出力端子(54)との電気的な接
続はより完全なものとなる。

【００１７】前記バッテリー(10)に充電を行なうための
本発明に係るコネクター(100)は、前記バッテリー筐体
(13)上のバッテリー側コネクター部材(110)と、外部電
源(170)に接続された電源側コネクター部材(130)とによ
って構成される。図６に示すバッテリー側コネクター部
材(110)は、筐体(13)と面を揃えて液密に取付けられた
非磁性且つ非導電性の円形ベース板(120)の直径線上に
一対の電極(122)(122)をベース板(120)の中心から等距
離離して設けている。電極(122)(122)はベース板(120)
を貫通してベース板(120)と面を一致し、或いはベース
板(120)から凹ませ且つ外部に露出して設けられてい
る。両電極(122)(122)を結ぶ直径線を挟んで、２つの磁
性体(124)(124)がベース板(120)を貫通し、ベース板(12
0)と面を揃えて配備されている。電極(122)(122)及び磁
性体(124)はベース板(120)に液密に取付けられている。
一方の磁性体(124)の内面に接近してリードスイッチ(12
6)が配備されている。

【００１８】図７に示すようにバッテリー(10)の給電端
子(101)(101)には公知の充電回路(160)を介してバッテ
リー側コネクター部材(110)が連繋されている。本発明
の特徴は、上記バッテリー側コネクター部材(110)と充
電回路(160)の間に充電用ON−OFF回路(150)を設け、該
充電用ON−OFF回路(150)に前記リードスイッチ(126)を
連繋した点である。図７では説明を解り易くすめため
に、バッテリー(10)、バッテリー側コネクター部材(11
0)、充電用ON−OFF回路(150)、充電回路(160)及びリー
ドスイッチ(126)を分けて示したが、これらはバッテリ
ー(10)の筐体(13)内に収容されている。

【００１９】図６に示す電源側コネクター部材(130)
は、外径が前記バッテリー側コネクター部材(110)のベ
ース板(120)の直径と同程度の筒体(132)の端板(134)
に、一対の電極(136)(136)及び２つのマグネット(138)
(138)を具えており、筒体(132)とバッテリー側コネクタ
ー部材(110)のベース板(120)の中心が一致した状態で、
両者の磁性体(124)(124)とマグネット(138)(138)、及び
電極(122)(122)、(136)(136)どうしの位置が一致する。
筒体(132)上の電極(136)は筒体(132)内の電極収容ケー
ス(140)にスライド可能に配備されて先端を端板(134)か
ら出没可能に臨出させている。上記電極収容ケース(14
0)にはバネ(142)が配備され電極(136)を飛出し方向に付
勢している。電極(136)(136)はコード(144)によって家
庭用電源等の外部電源(170)に繋がっている。

【００２０】然して、サドル取付けフレーム(18)にバッ
テリー(10)を収容すると、電動モータ付自転車(14)は、
公知の電動モータ付自転車と同様に、スイッチ(図示せ
ず)を入れると、使用者のペダル踏込み力に応じたトル
クで電動モータ(12)が回転し、駆動力の補助を行なうこ
とができる。実施例のように、サドル取付フレーム(18)
を自転車の幅方向に薄い中空縦長扁平体とすると、自転
車の操作性を損わずに、バッテリー(10)を収容するスペ
ースを十分に確保することができる。

【００２１】また、剛体のバッテリー(10)をサドル取付
フレーム(18)内に収容することにより、サドル取付フレ
ーム(18)の強度を向上することができる。従って、サド
ル取付フレーム(18)は、薄肉金属板の板金加工で安価に
作製することができる。なお、実施例のように、バッテ
リー(10)をサドル取付フレーム(18)の内面の全周に殆ん
ど隙間のない状態で収容すれば、サドル取付フレーム(1
8)の強度を一層高めることができる。更に、バッテリー
(10)がサドル取付フレーム(18)の内部に収容されて、外
から見えないから電動自転車の外観をすっきりさせるこ
とができる。

【００２２】バッテリー(10)の取付け、取外しは、サド
ル取付フレーム(18)上部の開口(20)を通じて行なうこと
ができる。サドル(16)の下部に形成された蓋体(22)を、
サドル取付フレーム(18)に対して揺動させて開口(20)を
開き、バッテリー(10)の取付け、取り外しを行なえばよ
い。

【００２３】サドル取付けフレーム(18)と上面の蓋体(2
2)との間、或いは側面の蓋体(17)との間から雨水が侵入
して、バッテリー側コネクター部材(110)の電極(122)(1
22)間に跨がって水の膜が形成されても、リードスイッ
チ(126)がOFF状態のままであるから、電極(122)(122)間
でショートすることはない。

【００２４】バッテリー(10)への充電は、サドル取付け
フレーム(18)にバッテリー(10)を収容したまま行なうこ
とができる。先ず、サドル取付けフレーム(18)の側面の
蓋体(17)を開いて、バッテリー側コネクター部材(110)
を露出させる。電源側コネクター部材(130)をバッテリ
ー側コネクター部材(110)に接続する。バッテリー側コ
ネクター部材(110)のマグネット(138)(138)が相手磁性
体(124)(124)を吸着するため簡単に取付けできる、同時
に対向する電極(136)(136)、(122)(122)が接触する。電
極(122)(122)をベース板(120)の面より凹ませてある場
合には、電極(136)(136)がその凹部分に嵌入することに
より電極(122)(122)が位置規制されるため、容易且つ正
確に位置決めされる。電源側コネクター部材(130)の電
極(136)(136)は、バネ(142)によって飛出し方向に付勢
されているため、該電極(136)(136)と相手(122)(122)と
の接触不良は生じない。

【００２５】電源側コネクター部材(130)のマグネット
(138)によってバッテリー側コネクター部材(110)のリー
ドスイッチ(126)が自動的にＯＮとなり、充電用ON−OFF
回路(150)を閉じ、充電回路(160)の働きにより充電を行
なう。充電が完了すれば、電源側コネクター部材(130)
を外し、蓋体(17)を閉じればよい。上記のように、バッ
テリー側コネクター部材(110)と電源側コネクター部材
(130)をマグネット吸着によって接続する構成にすれ
ば、従来の突起と穴の係合による接続構造に比べて、遥
かに防水構造にし易いため、バッテリー側コネクター部
材(110)内への雨水の侵入によるトラブルも防止でき
る。

【００２６】上記のように、バッテリー(10)自体にバッ
テリー側コネクター部材(110)を設けておけば、サドル
取付けフレーム(18)からバッテリー(10)を取り出してか
ら、該バッテリー(10)に充電することが可能となり、雨
天でのバッテリー(10)の充電作業でも、電極(122)(122)
が雨水でショートすることを防止できる。

【００２７】但し、バッテリー側コネクター部材(110)
をサドル取付けフレーム(18)に設け、サドル取付けフレ
ーム(18)にバッテリー(10)を収容したとき、バッテリー
側コネクター部材(110)とバッテリー(10)が電気的に導
通するようにしておいて、バッテリー(10)をサドル取付
けフレーム(18)に収容した状態でのみ充電可能となすこ
ともできる。

【００２８】尚、本発明の実施に際し、充電回路(160)
を図７の２点鎖線で示す如く、電源側コネクター部材(1
30)と電源(170)との間に配備し、充電用ON−OFF回路(15
0)とバッテリー(10)との間の充電回路(160)をなくすこ
とができ、この場合でも上記同様の効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動自転車の側面図である。

【図２】サドル取付フレームの縦断面図である。

【図３】バッテリー取り外し時のサドル取付フレームの
縦断面図である。

【図４】バッテリーの縦断面図である。

【図５】図２Ｘ−Ｘに沿う断面図である。

【図６】コネクターの断面図である。

【図７】充電ブロック図である。

【符号の説明】

(10) バッテリー (14) 電動モータ付自転車 (18) サドル取付フレーム (100) コネクター (110) バッテリー側コネクター部材 (122) 電極 (124) 磁性体 (126) リードスイッチ (136) 電極 (138) マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｒ 13/24 Ｈ０１Ｒ 13/24 13/52 13/52 Ａ 13/639 13/639 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリー(10)を搭載し、該バッテリー
(10)からの給電によりモータ(12)が回転して、駆動また
は駆動の補助を行なう電動自転車の該バッテリーを含む
自転車上に設けたバッテリー側コネクター部材(110)
と、外部電源(170)に接続された電源側コネクター部材
(130)とによって構成される充電用コネクター(100)にお
いて、バッテリー側コネクター部材(110)は、バッテリ
ー(10)に電気的に接続された一対の充電用電極(122)(12
2)、該電極(122)(122)とバッテリー(10)との間に設けた
充電用ON−OFF回路(150)及び該回路を制御するリードス
イッチ(126)を具えており、電源側コネクター部材(130)
は、電源(170)に繋がり前記バッテリー側の一対の電極
(122)(122)に接触可能な一対の電極(136)(136)及び前記
リードスイッチ(126)を作動させるためのマグネット(13
8)を具えていることを特徴とする充電用コネクター。
【請求項２】バッテリー外殻の筐体(13)上にバッテリ
ー側コネクター部材(110)が設けられている請求項１に
記載の充電用コネクター。
【請求項３】バッテリー側コネクター部材(110)と、
電源側コネクター部材(130)とによって構成される充電
用コネクターにおいて、バッテリー側コネクター部材(1
10)は、バッテリー(10)に電気的に接続された一対の電
極(122)(122)、該電極とバッテリー(10)との間に設けた
充電用ON−OFF回路(150)及び該回路を制御するリードス
イッチ(126)を具えており、電源側コネクター部材(130)
は、電源(170)に繋がり前記バッテリー側の一対の電極
(122)(122)に接触可能な一対の電極(136)(136)及び前記
リードスイッチ(126)を作動させるためのマグネット(13
8)を具えていることを特徴とする充電用コネクター。
【請求項４】バッテリー側コネクター部材(110)に
は、電源側コネクター部材(130)のマグネット(138)との
対応位置に磁性体(124)が設けられており、両コネクタ
ー部材(110)(130)は該マグネット(138)の吸着力によっ
て着脱可能に接続される請求項１乃至３に記載の充電用
コネクター。