JPH10322938A - 電動自転車の充電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、使用者が一々電源とバッテリとの
接続作業を行うことなく、電動自転車のスタンドを充電
装置の所定位置に配置するだけで、バッテリの充電を行
うことが出来、更に、電動自転車のスタンドをその所定
位置に容易に位置決めできる電動自転車の充電システム
を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の電動自転車の充電システム及び
充電装置は、バッテリ(21)を搭載した電動自転車(1)の
スタンド(3)の先端部(31)に配置された第２コイル部(6)
を、充電装置(5)内に配置された第１コイル部(4)に近接
配置することにより、両コイル部(4)(6)間に生じる電磁
誘導作用を利用して、バッテリ(21)を充電するものであ
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、電動自転車のバッ
テリに充電を行う電動自転車の充電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人力により駆動可能な自転車機構
に電動モータを連結して、人力による駆動力を補助する
電動自転車の開発が著しく進んでいる。

【０００３】この種の電動自転車では、通常、自転車に
搭載したバッテリに蓄えられた電力を利用して自転車を
駆動するように構成されており、使用に伴って前記バッ
テリを充電する必要がある。

【０００４】しかしながら、従来、バッテリを充電する
には、使用者がバッテリを自転車から取り外し、自宅等
の屋内の電源から充電器を用いて充電を行っており、非
常に手間がかかるという問題がある。

【０００５】このような問題を解決するものとして、特
開平５−３１６６０６号公報には、駐輪場に充電端末装
置を設置し、充電用コードを充電端末装置と自転車に搭
載したバッテリとに接続し、充電を行うシステムが提案
されている。

【０００６】しかしながら、この充電システムにおいて
も、充電を行う際に、使用者が一々充電用コードを端末
装置とバッテリとに接続しなければならないという欠点
がある。また、接続用コードを収納するスペースも必要
となる。

【０００７】一方、電源とバッテリとの接続作業を行わ
せずに、非接触充電させる場合には、充電装置に対する
電動自転車の位置決めを容易にしておく必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、使
用者が一々電源とバッテリとの接続作業を行うことな
く、電動自転車のスタンドを充電装置の所定位置に配置
するだけで、バッテリの充電を行うことができ、更に、
電動自転車のスタンドをその所定位置に容易に位置決め
できる電動自転車の充電システムを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電動自転車の充
電システムは、片脚型スタンド付きの電動自転車に搭載
されたバッテリを充電する電動自転車の充電システムで
あって、片脚型スタンドの先端部が当接するＬ字状凹部
を有する充電部と、その充電部内に配設され、１次側充
電電流を作成する充電１次回路と、その充電１次回路か
らの１次側充電電流を磁気エネルギーに変換して出力す
る出力部とを備えた充電装置と、片脚型スタンドの先端
部に配設され、出力部と磁気的に結合することによって
出力部からの磁気エネルギーを２次側充電電流に変換す
る入力部と、その２次側充電電流をバッテリに供給する
充電２次回路とを備えた電動自転車と、から構成されて
いる。このような構成において、電動自転車の片脚型ス
タンドの先端部を充電装置のＬ字状凹部に当接させる
と、充電装置の充電部内に配置された出力部と片脚型ス
タンドの先端部内に配置された入力部とが磁気的に結合
され、電動自転車に搭載されたバッテリの充電が行われ
る。更に、片脚型スタンドの先端部が当接する充電装置
の凹部をＬ字状に構成したことにより、充電装置の充電
部に対し片脚型スタンドの先端部を容易に、且つ、正確
に位置決めすることができる。

【００１０】具体的には、出力部は、両端部が電動自転
車と対向する向きに形成されたＪ字状のコアと、そのコ
アに巻回された導線とから構成され、また、入力部は、
棒状のコアと、そのコアに巻回された導線とから構成さ
れている。このような構成とすることにより、充電装置
のＬ字状凹部に電動自転車の片脚型スタンドの先端部を
当接させるだけで、出力部と入力部とを磁気的に結合さ
せることができる。

【００１１】また、本発明の電動自転車の充電システム
は、両脚型スタンド付きの電動自転車に搭載されたバッ
テリを充電する電動自転車の充電システムであって、両
脚型スタンドの底部が係合する溝部を有する充電部と、
その充電部内に配設され、１次側充電電流を作成する充
電１次回路と、その１次側充電電流を磁気エネルギーに
変換して出力する出力部とを備えた充電装置と、両脚型
スタンドの底部に配設され、出力部と磁気的に結合する
ことによって出力部からの磁気エネルギーを２次側充電
電流に変換する入力部と、その２次側充電電流をバッテ
リに供給する充電２次回路とを備えた電動自転車と、か
ら構成されている。このような構成において、電動自転
車の両脚型スタンドの底部を充電装置の溝部に係合させ
ると、充電装置の充電部内に配置された出力部と両脚型
スタンドの底部内に配置された入力部とが磁気的に結合
され、電動自転車に搭載されたバッテリの充電が行われ
る。更に、充電装置に両脚型スタンドの底部が係合する
溝部を設けたことにより、充電装置の充電部に対し両脚
型スタンドの底部を容易に、且つ、正確に位置決めする
ことができる。

【００１２】また、充電装置に形成された溝部の前側側
面には、その溝部の底面に向かって傾斜している案内部
が設けられている。このような構成とすることにより、
案内部の傾斜に沿って両脚型スタンドを溝部の底面に案
内することができる。

【００１３】具体的には、出力部は、両端部が溝部と対
向する向きに配置されたコ字状のコアと、そのコアに巻
回された導線とから構成され、また、入力部は、棒状の
コアと、そのコアに巻回された導線とから構成されてい
る。このような構成とすることにより、充電装置の溝部
に電動自転車の両脚型スタンドの底部を係合させるだけ
で、出力部と入力部とを磁気的に結合させることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明
の充電システムが適用される片脚型スタンド付きの電動
自転車の構成を表す側面図である。

【００１５】本発明の充電システムは、電動自転車(1)
の後輪(12)の左側に設けられた片脚型スタンド(3)の先
端部(31)を、後述する商用電源に接続された充電装置
(5)に近接配置することによって、両者間に生じる電磁
誘導作用を利用して、シートチューブ(11)に取り付けら
れたバッテリケース(2)内のバッテリ(21)を充電するも
のである。

【００１６】図２は、片脚型スタンド(3)の構造を表す
斜視図である。同図において、片脚型スタンド(3)の先
端部(31)は、樹脂成型されており、その内部には、第２
コイル部(4)が埋設されている。この第２コイル部(4)
は、軸芯が電動自転車(1)の進行方向と直交する棒状の
コア(4a)と、そのコア(4a)に巻回された導線(4b)とから
構成されている。尚、本実施形態例では、コア(4a)を円
柱に形成したが、それに限定されることはない。

【００１７】また、第２コイル部(4)の導線(4b)は、図
１の破線矢印ａに示すように、片脚型スタンド(3)及び
リアステー(13)の内部を通って、バッテリケース(2)に
接続されている。

【００１８】図３は、本発明の充電装置の外観を表す斜
視図であり、図４は、その内部構成を表す斜視図であ
る。尚、以下の説明では、電動自転車(1)が充電装置(5)
に向かって前進する方向を前方、後退する方向を後方と
する。

【００１９】図３に示すように、充電装置(5)は、プレ
ート(54)と、そのプレート(54)上に底面Ｌ字型の柱体状
に突設された充電部(51)と、片脚型スタンド(3)の先端
部(31)が当接する当接面(52a)(52b)を備えたＬ字状凹部
(52)と、プレート(54)に凹設され、電動自転車(1)の後
輪(12)を充電位置に位置決めする位置決め溝(53)と、充
電部(51)内に電流を供給する電源コード(55)とから構成
されている。

【００２０】図４に示すように、充電部(51)の内部に
は、第１コイル部(6)が配置されている。第１コイル部
(6)は、Ｌ字状凹部(52)を囲うと共に、両端部が電動自
転車(1)と対向する向きに形成されたＪ字状のコア(6a)
と、それに巻回された導線(6b)とから構成されている。
また、第１コイル部(6)の導線(6b)は、電源コード(55)
に繋がる充電１次回路(図示せず)に接続されている。

【００２１】図１３は、本発明の充電システムの回路構
成を表すブロック図である。図１３に示すように、充電
装置(5)の充電部(51)内に配置された充電１次回路(7)
は、全波整流回路(71)、平滑用コンデンサ(72)、スイッ
チング用のトランジスタ(73)等から構成されて、トラン
ジスタ(73)は、ドライブ回路(74)から供給されるドライ
ブ信号によって駆動制御される。

【００２２】一方、電動自転車(1)のシートチューブ(1
1)に取り付けられたバッテリケース(2)内に配置された
充電２次回路(8)は、平滑用コンデンサ(81)、充電オン
／オフ用のトランジスタ(82)等から構成され、トランジ
スタ(82)は、充電制御回路(83)から供給されるオン／オ
フ信号によって駆動制御される。充電制御回路(83)に
は、バッテリ(21)の両端電圧が入力されており、充電制
御回路(83)は、バッテリ(21)の両端電圧が所定の閾値を
下回っている間、トランジスタ(82)をオン状態として充
電を継続し、バッテリ(21)の両端電圧が一端所定の閾値
を越えると、トランジスタ(82)をオフ状態として、充電
を停止する。これにより、バッテリ(21)の過充電を防止
することができる。

【００２３】このような構成の充電システムにおいて、
商用電源(9)から充電１次回路(7)に電流が供給される
と、その電流は全波整流回路(71)を経て整流され、更に
コンデンサ(72)によって平滑化された後、１次側充電電
流として第１コイル部(6)に供給される。ここで、トラ
ンジスタ(73)は、ドライブ回路(74)からの高周波信号に
よってスイッチングされているため、第１コイル部(6)
から高周波の磁力線が発生し、その磁力線が第２コイル
部(4)を貫通して、第１コイル部(6)と第２コイル部(4)
とが互いに電磁結合することになる。

【００２４】この電磁結合によって、第２コイル部(4)
から高周波のパルス電流が発生し、そのパルス電流が、
２次側充電電流として充電２次回路(8)に供給されて、
充電２次回路(8)内のコンデンサ(81)によって平滑化さ
れた後、バッテリ(21)に供給される。その結果、バッテ
リ(21)の充電が行われることになる。

【００２５】図５は、充電装置(5)を用いて電動自転車
(1)への充電を行う際の接続状態を表す要部上面図であ
る。この充電システムにおいては、電動自転車(1)に搭
載されたバッテリ(21)への充電を行う場合、電動自転車
(1)を充電装置(5)の後方に配置して、片脚型スタンド
(3)を立てた状態にし、片脚型スタンド(3)を立てたま
ま、後輪(12)が位置決め溝(53)上に載置されるように、
電動自転車(1)を前進させる。そして、片脚型スタンド
(3)の先端部(31)が、充電部(51)に設けられたＬ字状凹
部(52)の当接面(52a)に当接するところで、電動自転車
(1)をスタンド(3)側に傾けて、先端部(31)をＬ字状凹部
(52)に係合させる。このとき、電動自転車(1)の重み
で、片脚型スタンド(3)の先端部(31)は、Ｌ字状凹部(5
2)の当接面(52b)に押し付けられて、ずれないようにな
る。

【００２６】尚、上記実施形態例では、片脚型スタンド
(3)を立てた状態にしてから電動自転車(1)を前進させ
て、スタンド(3)の先端部(31)を充電装置(5)のＬ字状凹
部(52)に係合させたが、電動自転車(1)を充電装置(5)に
凹設された位置決め溝(53)上の所定位置に移動させた
後、スタンド(3)を立てて充電装置(5)のＬ字状凹部(52)
に係合させてもよい。

【００２７】このように、上述した充電システムでは、
電動自転車(1)を充電装置(5)に向けて前進するか、また
は、スタンド(3)を立てるだけで、電動自転車(1)に搭載
されたバッテリ(21)を充電することができる。

【００２８】次に、本発明の充電システムを、両脚型ス
タンド(30)を備えた電動自転車(10)に適用した場合の実
施形態例について説明する。尚、上述した実施形態例と
同一の構成については、同一の図番を付して、説明は省
略する。

【００２９】図６は、本発明の他の充電システム及び充
電システムが適用される両脚型スタンド(30)を備えた電
動自転車(10)の側面図である。この充電システムは、商
用電源に接続された後述する充電装置(50)に、電動自転
車の後輪(12)を跨いで設けられた両脚型スタンド(30)を
近接配置することにより、両者間に生じる電磁誘導作用
を利用して、シートチューブ(11)に取り付けられたバッ
テリケース(2)内のバッテリ(21)を充電するものであ
る。

【００３０】図７は、両脚型スタンド(30)の構成を表す
背面図である。図７に示すように、両脚型スタンド(30)
は、後輪(12)と略同軸で回動するように、夫々の基端部
が後輪(12)の両側において枢支され、先端部が接地する
脚部(301)(301)と、その両脚部(301)(301)の先端部間を
繋ぐ底部(302)とから構成される。両脚型スタンド(30)
の底部(302)には、第２コイル部(40)が配置されてい
る。第２コイル部(40)は、棒状のコア(40a)と、そのコ
ア(40a)に巻回された導線(40b)とから構成され、コア(4
0a)の軸芯が電動自転車(10)の進行方向と直交するよう
に配置されている。尚、本実施形態例では、コア(40a)
を四角柱に形成したが、それに限定されることはない。

【００３１】また、第２コイル部(40)の導線(40b)は、
図６の破線矢印ｂに示すように、両脚型スタンド(30)及
びリアステー(13)の内部を通って、バッテリケース(2)
に接続されている。

【００３２】図８は、両脚型スタンド(30)を備えた電動
自転車(10)に搭載されたバッテリ(21)を充電するための
充電装置(50)の外観を表す斜視図であり、図９は、その
内部構成を表している。

【００３３】図８に示すように、充電装置(50)は、その
内部に充電１次回路や後述する第１コイル部(60)が配置
される充電部(501)と、その充電部(501)の前方に凹設さ
れ、両脚型スタンド(30)の脚部(301)(301)が嵌まり込む
溝部(502)と、その溝部(502)の前側側面に設けられ、底
面(502c)に向かって傾斜する案内部(502a)と、充電部(5
01)内の充電１次回路に電流を供給する電源コード(505)
とから構成されている。

【００３４】図９に示すように、充電部(501)の内部に
は、第１コイル部(60)が配置されている。第１コイル部
(60)は、溝部(502)と対向する向きに形成されたコ字状
のコア(60a)と、それに巻回された導線(60b)とから構成
されている。また、第１コイル部(60)の導線(60b)は、
商用電源に接続された充電１次回路(図示せず)に接続さ
れている。

【００３５】図１０は、両脚型スタンド(30)を充電装置
(50)上に配置する途中の状態を表す要部側面図であり、
図１１は、両脚型スタンド(30)と充電装置(50)との接続
状態を表す要部側面図であり、図１２は、両脚型スタン
ド(30)内に設けられた第１コイル部(60)と充電部(501)
内に設けられた第２コイル部(40)との接続状態を表す上
面図である。

【００３６】この充電システムにおいては、電動自転車
(10)に搭載されたバッテリ(21)への充電を行う場合、図
１０に示すように、電動自転車(10)を充電装置(50)前方
に配置して、両脚型スタンド(30)を、その脚部(301)(30
1)が案内部(502a)上に載るように回動させる。そして、
両脚型スタンド(30)を案内部(502a)に押し付けたまま、
電動自転車(10)を後方に引き起こすと、図１１に示すよ
うに、脚部(301)(301)の先端部が案内部(502a)の斜面に
沿って溝部(502)に案内されると共に、両脚型スタンド
(30)が立った状態になる。

【００３７】このとき、図１２に示すように、両脚型ス
タンド(30)の底部(302)は、溝部(502)の後側側面(502b)
に当接している。即ち、両脚型スタンド(30)の底部(50
2)に配置された第２コイル部(40)は、充電装置(50)の充
電部(501)内に配置されたコ字状の第１コイル部(60)の
凹部を塞ぐように配置される。

【００３８】このように、上述した充電システムでは、
両脚型スタンド(30)を充電装置(50)に設けられた溝部(5
02)の底面(502c)上に立てるだけで、電動自転車(10)に
搭載されたバッテリ(21)を充電することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の電動自転車の充電システムによ
れば、電動自転車のスタンドを立てた状態にするだけ
で、充電装置側の所定位置に容易に、且つ、正確に位置
決めすることができる。従って、使用者が手間を掛ける
ことなく容易にバッテリへの充電を行う事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される片脚型スタンド付きの電
動自転車の構成を表す側面図である。

【図２】 図１の電動自転車の片脚型スタンドの構造を
表す斜視図である。

【図３】 図１の電動自転車を充電する充電装置の外観
を表す斜視図である。

【図４】 図３の充電装置の内部構成を表す斜視図であ
る。

【図５】 充電装置と片脚型スタンドの接続状態を表す
上面図である。

【図６】 本発明が適用される両脚型スタンド付きの電
動自転車の構成を表す側面図である。

【図７】 図６の電動自転車の両脚型スタンドの構成を
表す背面図である。

【図８】 図６の電動自転車を充電する充電装置の外観
を表す斜視図である。

【図９】 図８の充電装置の内部構成を表す斜視図であ
る。

【図１０】 両脚型スタンドを充電装置上に配置する途
中の状態を表す側面図である。

【図１１】 両脚型スタンドと充電装置との接続状態を
表す側面図である。

【図１２】 第１コイル部と第２コイル部との接続状態
を表す上面図である。

【図１３】 本発明の充電システムの回路構成を表すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ ：電動自転車 ２ ：バッテリケース ２１ ：バッテリ ３ ：片脚型スタンド ３１ ：先端部 ４ ：第２コイル部 ５ ：充電装置 ５１ ：充電部 ５２ ：Ｌ字状凹部 ６ ：第１コイル部 ７ ：充電１次回路 ８ ：充電２次回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片脚型スタンド付きの電動自転車に搭載
   されたバッテリを充電する電動自転車の充電システムで
   あって、 前記片脚型スタンドの先端部が当接するＬ字状凹部を有
   する充電部と、該充電部内に配設され、１次側充電電流
   を作成する充電１次回路と、該充電１次回路からの１次
   側充電電流を磁気エネルギーに変換して出力する出力部
   とを備えた充電装置と、 前記片脚型スタンドの先端部に配設され、前記出力部と
   磁気的に結合することによって出力部からの磁気エネル
   ギーを２次側充電電流に変換する入力部と、該入力部か
   らの２次側充電電流を前記バッテリに供給する充電２次
   回路とを備えた電動自転車と、から構成され、 前記充電装置のＬ字状凹部に前記電動自転車の片脚型ス
   タンドの先端部を当接させることによって、前記電動自
   転車に搭載されたバッテリの充電を行うことを特徴とす
   る電動自転車の充電システム。
2. 【請求項２】 前記出力部は、両端部が前記電動自転車
   と対向する向きに形成されたＪ字状のコアと、該コアに
   巻回された導線とを備え、 前記入力部は、棒状のコアと、該コアに巻回された導線
   とを備えていることを特徴とする請求項１記載の電動自
   転車の充電システム。
3. 【請求項３】 両脚型スタンド付きの電動自転車に搭載
   されたバッテリを充電する電動自転車の充電システムで
   あって、 前記両脚型スタンドの底部が係合する溝部を有する充電
   部と、該充電部内に配設され、１次側充電電流を作成す
   る充電１次回路と、該充電１次回路からの１次側充電電
   流を磁気エネルギーに変換して出力する出力部とを備え
   た充電装置と、 前記両脚型スタンドの底部に配設され、前記出力部と磁
   気的に結合することによって出力部からの磁気エネルギ
   ーを２次側充電電流に変換する入力部と、該入力部から
   の２次側充電電流を前記バッテリに供給する充電２次回
   路とを備えた電動自転車と、から構成され、 前記充電装置の溝部に前記電動自転車の両脚型スタンド
   の底部を係合させることによって、前記電動自転車に搭
   載されたバッテリの充電を行うことを特徴とする電動自
   転車の充電システム。
4. 【請求項４】 前記溝部の前側側面に、該溝部の底面に
   向かって傾斜している案内部が設けられ、 該案内部の傾斜に沿って前記両脚型スタンドが前記溝部
   の底面に案内されることを特徴とする請求項３記載の電
   動自転車の充電装置。
5. 【請求項５】 前記出力部は、両端部が前記溝部と対向
   する向きに配置されたコ字状のコアと、該コアに巻回さ
   れた導線とを備え、 前記入力部は、棒状のコアと、該コアに巻回された導線
   とを備えていることを特徴とする請求項３または４記載
   の電動自転車の充電システム。