JPWO2016139693A1 - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

接続端子間ピッチを広げることができるとともに、バッテリ装置を装着する際に必要な力を低減させることが可能な電動自転車を提供する。電動自転車本体に設けられたバッテリ搭載部（３０）に、バッテリ装置（２０）が着脱可能に搭載された電動自転車である。バッテリ搭載部（３０）とバッテリ装置（２０）とに、互いに接続される複数の接続端子（２４）、（３５）が配設され、バッテリ装置（２０）は、バッテリ搭載部（３０）への装着時に、回動軸心（３３ｂ）を中心として回動させながら装着されるよう構成され、バッテリ装置（２０）およびバッテリ搭載部（３０）の接続端子（２４）、（３５）が、回動軸心（３３ｂ）からの距離が異なる複数の列に分けられて配設されている。

Description

本発明は、着脱可能のバッテリ装置が搭載されている電動自転車に関するものである。

電動自転車用のバッテリ装置（以下、単にバッテリ装置とも称す）は、例えば特許文献１、２などに開示されているように、電動自転車本体に設けられたバッテリ搭載部に対して着脱可能とされて、電動自転車本体から取り外した状態で充電できるよう構成されている。図２８〜図３１に示すように、バッテリ装置５１およびバッテリ搭載部５２にはそれぞれ複数（例えば４つ）の接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）が設けられている。そして、バッテリ装置５１を装着した際に、対応する接続端子５３Ａ〜５３Ｄ、５４Ａ〜５４Ｄ同士が接続されて、給電されたり制御信号などの電気信号が入出力されたりするよう構成されている。

バッテリ装置５１の下端部には両側方（例えば前方と後方）に突出する回転支持軸５５が設けられ、また、バッテリ搭載部５２には、回転支持軸５５を挿入して回動させることが可能な軸嵌合溝５６が形成されている。さらに、電動自転車本体のフレーム（例えば立パイプ５９）の一部などには、バッテリ装置５１をロックするバッテリロック部（図示せず）などが設けられている。

充電したバッテリ装置５１をバッテリ搭載部５２に装着する際には、バッテリ装置５１を傾斜させた状態で、バッテリ装置５１の回転支持軸５５をバッテリ搭載部５２の軸嵌合溝５６に挿入した後に、バッテリ装置５１を起立させてバッテリロック部に係合させる。これにより、バッテリ装置５１が起立姿勢に保持されるとともに、バッテリ装置５１およびバッテリ搭載部５２の接続端子５３Ａ〜５３Ｄ、５４Ａ〜５４Ｄ同士が接続される。なお、バッテリ装置５１を充電するなどのためにバッテリ装置５１を持ち運ぶ際に、誤って接続端子５３に手などで触ってしまわないように、バッテリ装置５１の接続端子５３は、バッテリ装置５１の底面部５１ａから上方に奥まった箇所に設けられている。また、バッテリ搭載部５２の接続端子５４は、バッテリ装置５１の装着時に、奥まった箇所に設けられたバッテリ装置５１の接続端子５３に良好に接触するように、バッテリ搭載部５２から上方などに突出する状態で配設されている。

ここで、全ての接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）は、側面視して、回転支持軸５５からの距離が同一となるように、一列に横並びした位置に設けられている。バッテリ装置５１が装着された状態では、バッテリ装置５１の接続端子５３がバッテリ搭載部５２の接続端子５４に対して両側から接触するように配設されている。そして、バッテリ装置５１の装着動作時には、バッテリ装置５１の接続端子５３を両側に押し広げるように、バッテリ搭載部５２の接続端子５４が挿入される。

バッテリ装置５１およびバッテリ搭載部５２の接続端子５３、５４は、例えば、給電および充電用の陰極（−）用の接続端子５３Ａ、５４Ａおよび陽極（＋）用の接続端子５３Ｃ、５４Ｃと、各種の制御信号などを入出力する通信用の接続端子５３Ｂ、５４Ｂと、バッテリ搭載部５２にバッテリ装置５１が装着されているかどうかを検出する装着状態検知用の接続端子５３Ｄ、５４Ｄとからなる。また、バッテリ装置５１には、内蔵されたバッテリからの電力を出力制御する機能を有するバッテリ制御部なども設けられており、バッテリ搭載部５２にバッテリ装置５１が装着されて、装着状態検知用の接続端子５３Ｄ、５４Ｄ同士が接続されたことをバッテリ制御部により確認した状態で、バッテリ装置５１のバッテリからの電力が、電動自転車本体に取り付けられたモータに供給されるよう構成されている。

特開２０１３−１０３５８１号公報 特開２００５−１０４２４９号公報

しかし、従来のバッテリ装置では、全ての接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）が一列に横並びした位置に設けられているため、バッテリ装置５１やバッテリ搭載部５２における接続端子５３、５４の並び方向に沿う寸法を大きくできない場合（例えば、バッテリ装置５１やバッテリ搭載部５２における接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）が設けられているコネクタ部５７、５８の配設寸法をあまり大きくできない場合）には、隣接する接続端子５３、５４同士の間の距離（いわゆる接続端子間ピッチ）が小さくなってしまっていた。

また、全ての接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）が一列に横並びした位置に設けられているため、バッテリ装置５１をバッテリ搭載部５２に装着する際の、全ての接続端子５３、５４同士の接触タイミングが重なってしまい、バッテリ装置５１を装着する際に、比較的大きな力が必要となるという課題もあった。

本発明は、上記課題を解決するもので、接続端子間ピッチを広げることができるとともに、バッテリ装置を装着する際に必要な力を低減させることが可能な電動自転車を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、電動自転車本体に設けられたバッテリ搭載部に、バッテリ装置が着脱可能に搭載された電動自転車であって、前記バッテリ搭載部と前記バッテリ装置とに、互いに接続される複数の接続端子が配設され、前記バッテリ装置は、前記バッテリ搭載部への装着時に、回動軸心を中心として回動させながら装着されるよう構成され、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の接続端子が、前記回動軸心からの距離が異なる複数の列に分けられて配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部に複数設けられている接続端子が、前記回動軸心からの距離が異なる複数の列に分けられて配設され、同じ列に配設する接続端子の数を少なくすることができるので、同じ列における隣接する接続端子の間の距離（接続端子間ピッチ）を大きくすることが可能となる。また、接続端子の接触（接続）タイミングが列毎に分けられるため、バッテリ装置を装着する際の力を、比較的小さな力で済ますことができる。

また、本発明は、異なる列ごとに接続端子の接触タイミングが異なることを特徴とする。この構成により、バッテリ装置の装着時における異なる列ごとの接続端子の接触タイミングを段階的にずらすことができる。

また、本発明は、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列または全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設されていることを特徴とする。

回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列の接続端子または全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設されているように構成することで、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、各接続端子の位置が同じように配設されている場合と比較して、隣接する列の接続端子の間の距離を大きくすることができる。

また、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設することにより、隣接する列の接続端子の間の距離を大きくすることができるとともに、各接続端子に接続する配線が重ならないように容易に配設できる。

また、本発明は、バッテリ装置における同じ列の接続端子の、バッテリ搭載部への装着方向に沿った位置が互いに異なるように配設されていることを特徴とする。この構成により、バッテリ装置の装着時における同じ列の接続端子が、対応するバッテリ搭載部の接続端子に接触するタイミングを段階的にずらすことができる。これにより、バッテリ装置の装着時における力をかけるタイミングを、同じ列の接続端子を接続させる際でも段階的にずらして分散化することができる。

また、本発明は、前記接続端子として、バッテリ装置の装着状態検知用の接続端子と、バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子とを有し、これらのバッテリ装置の装着状態検知用の接続端子とバッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子とが電気的に接続された際に、バッテリ装置のバッテリ搭載部への装着を検知するよう構成され、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子が、前記回動軸心からの離間距離が最も大きい列に配設されていることを特徴とする。

例えば、全ての接続端子同士が同じタイミングで接触するように設計されていると、製造誤差などにより、給電用の接続端子同士が接触する直前に、装着状態検知用の接続端子同士が接触して給電動作が行われた場合に、給電用の接続端子などが突入電流によって劣化してしまう恐れがある。しかし、この構成によれば、装着状態検知用の接続端子が、回動軸心からの離間距離が最も大きい列に配設されているので、バッテリ装置をバッテリ搭載部に装着する際に、装着状態検知用の接続端子同士の接続（接触）タイミングを、他の接続端子よりも後にすることができ、給電用の接続端子などが突入電流によって劣化してしまうおそれをさらに少なくすることができて、安全性が向上する。

また、接続端子が、一列に横並びした位置に設けられていると、接触タイミングを複数段階的に異ならせるべく、装着方向に対する各接続端子の位置を異ならせて配置せざるを得ず、これらの接続端子を配設するソケット部が大型化するおそれがある。これに対して、本構成によれば、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の接続端子が、前記回動軸心からの距離が異なる複数の列に分けられて配設されているので、列毎に接触するタイミングをずらすことができ、列内での装着方向に対する各接続端子の位置を異ならせる段数を少なくすることができる。これにより、全ての接続端子が一列に横並びした位置に設けられている場合と比較して、これらの接続端子を配設するソケット部を小型化することができる。

また、本発明は、前記バッテリ装置と前記バッテリ搭載部との互いの装着箇所における、回動軸心が設けられている近傍箇所と、回動軸心から離れた反対側の箇所とに、それぞれ互いに嵌合する凹部と凸部とが設けられていることを特徴とする。

この構成により、前記バッテリ装置を前記バッテリ搭載部に装着する際に、前記バッテリ装置と前記バッテリ搭載部との互いの装着箇所に設けられた凹部と凸部が両側で嵌合して案内および位置規制されながら、前記バッテリ装置を良好に装着することができる。

本発明によれば、バッテリ搭載部とバッテリ装置とにそれぞれ複数設けている接続端子を、回転支持軸からの距離が互いに異なる複数の列に分けて配設したことにより、同じ列における隣接する接続端子の間の距離（接続端子間ピッチ）を大きくすることが可能となり、接続端子間でのショートをより確実に防止できて、安全性を向上させることができる。また、接続端子の接触（接続）タイミングが列毎に分けられるため、バッテリ装置を装着する際の力を分散させて、比較的小さな力で済ますことができる。

また、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列または全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設することにより、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、各接続端子の位置が同じように配設されている場合と比較して、隣接する列の接続端子の間の距離を大きくすることができる。したがって、この構成によれば、接続端子間でのショートを確実に防止できて、安全性を向上させることができる。

また、異なる列ごとに接続端子の接触タイミングが異なるように構成することで、バッテリ装置の装着時における異なる列ごとの接続端子の接触タイミングを段階的にずらすことができる。

また、回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設することにより、各接続端子に接続する配線が重ならないように容易に配設できる。

また、バッテリ装置における同じ列の接続端子の、バッテリ搭載部への装着方向に沿った位置が互いに異なるように配設することにより、バッテリ装置の装着時における同じ列の接続端子が、対応するバッテリ搭載部の接続端子に接触するタイミングを段階的にずらすことができる。これにより、バッテリ装置を装着する際に必要となる力のタイミングをさらに分散させて、比較的小さな力で済ますことができる。

また、前記接続端子として、バッテリ装置の装着状態検知用の接続端子と、バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子とを設け、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子が、前記回動軸心からの離間距離が最も大きい列に配設することにより、バッテリ装置をバッテリ搭載部に装着する際に、装着状態検知用の接続端子同士の接続（接触）タイミングを、他の接続端子よりも後にすることができ、給電用の接続端子同士などが突入電流によって劣化してしまうことを防止ことができて、安全性が向上する。また、この構成によれば、前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の接続端子が、前記回動軸心からの距離が異なる複数の列に分けられて配設されているので、列毎に接触するタイミングをずらすことができて、列内での装着方向に対する各接続端子の位置を異ならせる段数を少なくすることができ、接続端子を配設するソケット部を小型化することができる。

また、前記バッテリ装置と前記バッテリ搭載部との互いの装着箇所における、回動軸心が設けられている近傍箇所と、回動軸心から離れた反対側の箇所とに、それぞれ互いに嵌合する凹部と凸部とを設けることにより、前記バッテリ装置を前記バッテリ搭載部に装着する際に、前記バッテリ装置と前記バッテリ搭載部との互いの装着箇所に設けられた凹部と凸部が両側で嵌合して案内および位置規制されながら、前記バッテリ装置を良好に装着することができる。また、前記バッテリ装置を逆向きで装着しようとした場合でも、凹部や凸部が干渉して、逆向きに装着されることを阻止でき、これにより接続端子などが損傷したり変形したりすることを防止できて、信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る電動自転車の全体側面図 同電動自転車のバッテリ装置の斜視図 同電動自転車のバッテリ搭載部およびその近傍箇所の斜視図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の平面図 同電動自転車のバッテリ搭載部を左側上方から見た斜視図 同電動自転車のバッテリ搭載部を左側から見た斜視図 同電動自転車のバッテリ装置の下部を斜め下方から見た要部斜視図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着開始状態を示す斜視図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着開始状態を示す平面図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す斜視図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す平面図 同電動自転車のバッテリロック部およびその近傍箇所の斜視図 同電動自転車のバッテリ装置の上部を斜め上方から見た要部斜視図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す平面図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着完了状態を示す斜視図 同電動自転車のバッテリ装置の下部およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着状態を示す要部平面図 同電動自転車のバッテリコネクタ部を斜め下方から見た斜視図 同電動自転車のバッテリコネクタ部の平面図 同電動自転車のバッテリコネクタ部の平面断面図（図１７のＡ−Ａ線平面断面図） 同電動自転車のバッテリコネクタ部の側面断面図 同電動自転車の本体側コネクタ部の平面図 同電動自転車の本体側コネクタ部の斜視図 同電動自転車の本体側コネクタ部の側面図 同電動自転車のバッテリコネクタ部および本体側コネクタ部の一部切欠側面図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す要部平面図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す要部平面図 同電動自転車のバッテリ装置およびバッテリ搭載部の、バッテリ装置装着途中状態を示す要部平面図 従来の電動自転車のバッテリ搭載部およびその近傍箇所を斜め上方から見た斜視図 同従来の電動自転車のバッテリ装置の下部を斜め下方から見た斜視図 同従来の電動自転車のバッテリ搭載部およびバッテリ装置の、装着状況を説明するための背面図 同従来の電動自転車のバッテリ搭載部およびバッテリ装置の部分切欠要部側面図 他の従来の電動自転車のバッテリ装置の下部を斜め下方から見た斜視図 同他の従来の電動自転車のバッテリ搭載部およびバッテリ装置の、装着状況を説明するための背面図 同他の従来の電動自転車のバッテリ搭載部およびバッテリ装置の部分切欠要部側面図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明における前後方向および左右方向（幅方向）とは、進行方向に向って当該電動自転車に搭乗した状態での方向を言う。

図１における１は本発明の実施の形態に係る電動自転車である。図１に示すように、この電動自転車１は、ヘッドパイプ２ａ、前フォーク２ｂ、上パイプ２ｃ、下パイプ２ｇ、ハンガラグ２ｈ、立パイプ２ｄ、チェーンステー２ｅ、シートステー２ｆなどからなる金属製のフレーム２と、前フォーク２ｂの下端に回転自在に取り付けられた前輪３と、チェーンステー２ｅの後端に回転自在に取り付けられた後輪４と、前輪３の向きを変更するハンドル５と、腰が載せられるサドル６と、踏力からなる人力駆動力がかけられるクランク７およびペダル８と、補助駆動力（アシスト力）を発生させる駆動源としての電動のモータ（図示せず）およびこのモータを含めた各種の電気的制御を行う制御部（主制御部）などが設けられたモータ駆動ユニット９と、前記モータに駆動用の電力を供給する二次電池からなるバッテリやバッテリ制御部をケース内に収納（内蔵）したバッテリ装置２０と、フレーム２に取付けられて、バッテリ装置２０を着脱自在に搭載するバッテリ搭載部３０と、クランク７からの踏力に基づく人力駆動力やモータ駆動ユニット９からの補助駆動力を後輪４に伝達するチェーン（駆動力伝達体）１１などを備えている。なお、電動自転車１におけるフレーム２や前輪３および後輪４、バッテリ搭載部３０などの構成要素（電動自転車１におけるバッテリ装置２０を除く箇所の構成要素）により、電動自転車本体が構成されている。

図１〜図４などに示すように、本実施の形態では、下パイプ２ｇの下端部近傍箇所の上面に、バッテリ装置２０を搭載するバッテリ搭載部３０が取り付けられ、また、下パイプ２ｇの上端部近傍箇所の上面に、バッテリ装置２０をロックするバッテリロック部３１が設けられている。そして、この実施の形態では下パイプ２ｇは断面略矩形状とされ、バッテリ装置２０が下パイプ２ｇの上面に沿った姿勢で、バッテリ搭載部３０とバッテリロック部３１との間に装着される。なお、この実施の形態では、図３などに示すように、下パイプ２ｇを斜め上方側から覆うような姿勢で下パイプ２ｇに取付台部３２が固定されており、取付台部３２の下端部にバッテリ搭載部３０が取り付けられているとともに、取付台部３２の上端部近傍箇所にバッテリロック部３１が取り付けられている。しかし、これに限るものではなく、バッテリ搭載部３０やバッテリロック部３１を直接、下パイプ２ｇに固定する構成としてもよい。

図４〜図７などに示すように、バッテリ搭載部３０は、バッテリ装置２０が装着された際に、バッテリ装置２０が載置される載置面（搭載面）３０ａから斜め上方に突出するとともに斜め前後方向に延びるように配設されて、バッテリ装置２０の底面部２０ａに窪んで形成された回動軸収納部２１に挿入（嵌合）される回動軸突部３３と、バッテリ装置２０の底部を外周側から保持するように形成された保持用周壁部３４と、複数（この実施の形態では４つ）の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が取り付けられた本体側コネクタ部３６などを有している。回動軸突部３３の上部は断面半円形状とされ、また、これに対応して、バッテリ装置２０の回動軸収納部２１の上部も断面半円形状に窪む形状とされている。また、バッテリ装置２０の底部には、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）に接続される接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）が奥まった位置に配設されている。

そして、バッテリ装置２０の装着時に、これらの回動軸突部３３と回動軸収納部２１との半円形状部分同士を摺接させて、その半円形状部分の中心となる回動軸心３３ｂを中心として、バッテリ装置２０をバッテリ搭載部３０に対して回動できるよう構成されている。また、この実施の形態では、回動軸突部３３の一部に搭載部規制凸部（規制リブ）３３ａが形成されているとともに、これに対応して、バッテリ装置２０の底部において、搭載部規制凸部３３ａが嵌合可能なバッテリ規制凹部２２が形成されている。また、回動軸突部３３の搭載部規制凸部３３ａに隣接して搭載部規制凹部３３ｃが形成され、これに対応して、バッテリ装置２０の底部において搭載部規制凹部３３ｃに嵌合可能なバッテリ規制凸部２９がバッテリ規制凹部２２に隣接して形成されている。さらに、図７、図１６、図２５などに示すように、バッテリ装置２０の底部における右側箇所（すなわち、バッテリ装置２０の底部における回動軸収納部２１などが設けられている箇所と反対側箇所）には、左側に窪んだ状態で上下に延びる補助規制凹部２８が形成されている。また、図６、図１６、図２５などに示すように、バッテリ搭載部３０の保持用周壁部３４の右側箇所（すなわち、バッテリ搭載部３０における回動軸突部３３などが設けられている箇所と反対側箇所）には、右側に突出した状態で上下に延び、バッテリ装置２０の補助規制凹部２８に嵌合可能な補助規制凸部３７が形成されている。

バッテリ装置２０の装着時の姿勢などについてより詳しく述べる。バッテリ装置２０を装着する際には、図８〜図１１に示すように、バッテリ装置２０の上部が、左側上方に向くように傾斜させた姿勢で、バッテリ装置２０の回動軸収納部２１にバッテリ搭載部３０の回動軸突部３３が嵌合するように、バッテリ装置２０を斜め下方に移動させる。そして、この状態で、回動軸突部３３において斜め方向（上下方向および前後方向）に延びる回動軸心３３ｂを中心として、バッテリ装置２０の上部側を右側に回動させるよう構成されている。

また、図１２、図１３に示すように、バッテリロック部３１には、鍵が挿入自在とされて施錠可能とされた錠部３１ａと、この錠部３１ａが内蔵された本体部３１ｄと、この本体部３１ｄからバッテリ装置２０の装着箇所側に出退自在とされたロック爪３１ｂと、バッテリ装置２０の上端部に形成された係合部２６に対して係合可能な被係合部３１ｃとが形成されている。バッテリ装置２０の上端部には、バッテリロック部３１のロック爪３１ｂに係合可能な突起２５と、バッテリロック部３１の被係合部３１ｃに係止可能な係合部２６が形成されている。バッテリロック部３１の被係合部３１ｃは、ロック爪３１ｂの周囲において隙間を有した状態で外側に鍔状に広がる形状とされている。バッテリ装置２０の係合部２６は、バッテリロック部３１の被係合部３１ｃと本体部３１ｄとの間の箇所に両側から入り込むように側面視略Ｌ字形状に形成されている。

そして、図１４に示すように、バッテリ装置２０を、下パイプ２ｇや取付台部３２に沿う位置まで回動軸心３３ｂを中心として、右側に回動させる（起立させる）ことで、搭載部規制凸部３３ａがバッテリ規制凹部２２に嵌合する とともに、バッテリ規制凸部２９が搭載部規制凹部３３ｃに嵌合し、これにより、バッテリ装置２０の斜め前後方向の位置が規制される。また、バッテリロック部３１の被係合部３１ｃの上方箇所（バッテリロック部３１の被係合部３１ｃと本体部３１ｄとの間）にバッテリ装置２０の係合部２６が入り込んで、バッテリ装置２０の前後方向（詳しくは、下パイプ２ｇの長手方向に沿う方向）の位置が決められる。さらに、バッテリ装置２０を右側に回動させることで、バッテリ装置２０の突起２５がバッテリロック部３１のロック爪３１ｂを乗り越えて係止され、図１５や図４に示すように、バッテリ装置２０が完全に位置決めされた状態で固定されるよう構成されている。

また、図１４に示すように、バッテリ装置２０の底部が、バッテリ搭載部３０の保持用周壁部３４が設けられている箇所まで、回動軸心３３ｂを中心として、右側に回動される（起立される）と、バッテリ装置２０の底部がバッテリ搭載部３０の保持用周壁部３４に案内されるとともに、バッテリ装置２０の底部の補助規制凹部２８がバッテリ搭載部３０の補助規制凸部３７に嵌合して、良好に位置決めされた状態で固定されるよう構成されている。なお、バッテリ搭載部３０の右側には補助規制凸部３７が形成され、バッテリ搭載部３０の左側には搭載部規制凸部３３ａが形成され、補助規制凸部３７と搭載部規制凸部３３ａとの位置や形状が互いに異なっているため、バッテリ装置２０を誤って左右逆向きに装着しようとしても、バッテリ装置２０がバッテリ搭載部３０の補助規制凸部３７と搭載部規制凸部３３ａに当接し、バッテリ装置２０の底部をバッテリ搭載部３０に挿入できないようになっている。これにより、誤った向きにバッテリ装置２０を挿入して、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）を損傷したり、変形させたりしないよう図られている。

図４〜図７、図１６〜図２４などに示すように、この実施の形態では、バッテリ装置２０の底部には、複数（この実施の形態では４つ）の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）が設けられており、これらの接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）は、バッテリ側コネクタ部２３に取り付けられた状態で配設されている。これらの接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）は、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）に接続可能とされている。また、バッテリ装置２０を充電するなどのためにバッテリ装置２０を持ち運ぶ際に、誤って接続端子２４に手などで触って感電することがないように、バッテリ装置２０の接続端子２４は、バッテリ装置２０の底面部２０ａから上方に奥まった箇所に設けられている。また、バッテリ装置２０の装着時に、奥まった箇所に設けられたバッテリ装置２０の接続端子２４に良好に接触するように、バッテリ搭載部３０の接続端子３５は、バッテリ搭載部３０の載置面３０ａから上方などに突出する状態で配設されている。

なお、図１９における２３ｂは、バッテリ装置２０の底面部２０ａに開口されて、本体側コネクタ部３６の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）を挿入可能とされた孔部で、この孔部２３ｂにおける底面部２０ａの開口箇所よりも奥側の箇所に、各接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）が配設されている。

また、図１９、図２４に示すように、バッテリ装置２０が装着された状態で、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）がバッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）に対して左右両側から接触するように配設されている。また、バッテリ装置２０の装着動作時には、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）を左右両側に押し広げるように、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が挿入される。

図５、図６などに示すように、バッテリ装置２０およびバッテリ搭載部３０の接続端子２４、３５は、給電および充電用の陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａおよび陽極（＋）用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃと、各種の制御信号などを入出力する通信用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂと、バッテリ搭載部３０にバッテリ装置２０が装着されているかどうかを検出する装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄとからなる。また、バッテリ装置２０には、内蔵されたバッテリからの電力を出力制御する機能を有するバッテリ制御部なども設けられており、バッテリ搭載部３０にバッテリ装置３０が装着されて、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ同士が接続されたことがバッテリ制御部に通知されて確認された状態で、バッテリ装置２０のバッテリからの電力が、電動自転車本体に取り付けられたモータに供給されるよう構成されている。

しかしながら、本発明では、図４〜図６、図１７、図２２などに示すように、バッテリ搭載部３０の本体側コネクタ部３６に設けられている複数の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）や、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）が、従来のように横並びに１列に配設されているのではなくて、回動軸心３３ｂからの距離が異なる寸法（Ｈ１、Ｈ２）の複数の列（この実施の形態では２列）に分けられて配設されている。そして、異なる列ごとに接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）、３５（３５Ａ〜３５Ｄ）の接触タイミングが異なるように構成されている（回動軸心３３ｂからの距離が小さい列の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）、３５（３５Ａ〜３５Ｄ）ほど接触タイミングが早くなるように構成されており、この実施の形態では、回動軸心３３ｂからの距離が小さい列の接続端子２４Ａ、２４Ｃ、３５Ａ、３５Ｃが回動軸心３３ｂからの距離が大きい列の接続端子２４Ｂ、２４Ｄ、３５Ｂ、３５Ｄよりも接触タイミングが早くなるように構成されている）。また、図５、図６、図１７、図１８、図２２などに示すように、回動軸心３３ｂから接続端子２４、３５までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列の各接続端子２４、３５（この実施の形態では全ての列の接続端子の各接続端子２４、３５）の位置が互いに異なるように配設されている。なお、この実施の形態では、４つの接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）、３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が２列の千鳥形状に配設されている。

また、バッテリ装置２０における同じ列の接続端子２４（接続端子２４Ａと接続端子２４Ｂ、また、接続端子２４Ｃと接続端子２４Ｄ）の、バッテリ搭載部３０への装着方向に沿った位置であるバッテリ装置２０の底面部２０ａからの高さ（奥行）が互いに異なるように配設されている。

また、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ同士が接続された際には、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ同士および陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ同士が確実に接続されているように構成されている。つまり、バッテリ搭載部３０にバッテリ装置２０の装着動作が行われる際に、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ、通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃ、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ（または、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ、通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃ、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ）の順序、すなわち、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄが最後に接触するように、３段階または４段階の異なるタイミングで接触するように配設されている。

この点についてより詳しく説明する。バッテリ装置２０の全ての接続端子２４が同じタイミングで接触するように設定されていると、製造誤差などにより、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ同士や陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ同士が接触する直前に、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ同士が接触する恐れがあり、この状態で給電動作が行われると、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ同士や陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂなどが突入電流によって劣化してしまう可能性がある。したがって、このような不具合が発生しないような構造とされている。

この実施の形態では、回動軸心３３ｂから近い列（離間距離Ｈ１の列）に、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａと通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃとが配設され、回動軸心３３ｂから遠い列（離間距離Ｈ２の列）に、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂと装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄとが配設されている。また、回動軸心３３ｂから近い列においては陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａが通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃよりも底面部２０ａから近い位置（高さ）に配置され、回動軸心３３ｂから遠い列においては陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂが装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄよりも底面部２０ａから近い位置（高さ）に配置されている。すなわち、接続端子２４、３５が底面部２０ａからの距離が２段階に異なる状態で配設されている。

なお、バッテリ装置２０の全ての接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）は同じ部品が用いられており、バッテリ側コネクタ部２３に取付位置（取付高さ）が２段階に異なるように配設されているだけであり、それぞれ給電用や通信用、検知用などの配線が接続されている。また、バッテリ搭載部３０の全ての接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）は同じ部品が用いられており、バッテリ搭載部３０の載置面３０ａから同じ高さで突出されている。また、この実施の形態では、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）は、先端部が傾斜した形状とされ、図２６などに示すように、接続端子２４、３５同士が接触し始める際に、大きな接触長さで良好に接触できるよう図られている。

上記構成によれば、同じ列に配設する接続端子２４、３５の数を４つから２つに少なくすることができるので、同じ列における隣接する接続端子２４、３５の間（接続端子２４Ａ、３５Ａと、接続端子２４Ｃ、３５Ｃとの間、および接続端子２４Ｂ、３５Ｂと、接続端子２４Ｄ、３５Ｄとの間）の距離（接続端子間ピッチ）Ｌ１（図２２参照）を大きくすることが可能となり、同じ列における隣接する接続端子２４、３５間接続端子２４Ａ、３５Ａと、接続端子２４Ｃ、３５Ｃとの間、および接続端子２４Ｂ、３５Ｂと、接続端子２４Ｄ、３５Ｄとの間でのショートを確実に防止できて、安全性を向上させることができる。

また、バッテリ装置２０およびバッテリ搭載部３０の接続端子２４、３５の接触タイミングが列毎に分散される（すなわち、回動軸心３３ｂから近い列の接続端子２４Ａ、３５Ａ、２４Ｃ、３５Ｃと、回動軸心３３ｂから遠い列の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ、２４Ｄ、３５Ｄとに分散される）ため、バッテリ装置２０を装着する際の力を、比較的小さな力で済ますことができる利点もある。

また、上記構成によれば、回動軸心３３ｂから接続端子２４、３５までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列の接続端子２４、３５の位置、この実施の形態では全ての接続端子２４、３５の位置が互いに異なるように配設されている。この構成により、回動軸心３３ｂから接続端子２４、３５までの離間方向に沿う方向から見て、各接続端子２４、３５の位置が同じように配設されている場合と比較して、列が異なる接続端子２４、３５の間の距離Ｌ２（図２２参照）を大きくすることができる。したがって、この構成によっても、接続端子２４、３５間でのショートをより確実に防止できて、安全性を向上させることができる。また、全ての接続端子２４Ａ〜２４Ｄ、３５Ａ〜３５Ｄの位置が互いに異なるように配設されているので、図１８に示すように、各接続端子２４Ａ〜２４Ｄ、３５Ａ〜３５Ｄに接続する配線２７（２７Ａ〜２７Ｄ）（図１７、図１８によりバッテリ装置２０の接続端子２４Ａ〜２４Ｄに接続する配線のみ図示する）が重ならないように容易に配設できる利点もある。

また、上記構成によれば、バッテリ装置２０の装着動作が行われる際に、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄよりも前に、他の接続端子（陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ、通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃ、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ）が接続され、この後、最後に、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄが接触（接続）するように、配設されている。これにより、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄ同士が接触してバッテリ装置２０が装着されたことが検出された後に、バッテリ装置２０からの給電動作などが行われる。したがって、給電時には、確実に給電用の接続端子である陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ同士や陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ同士は接続されており、給電用の接続端子である陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ同士や陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂなどが突入電流によって劣化してしまうことを防止でき、安全性が向上する。さらには、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａを接続してから陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂを接続するなど、段階的に接続することが好ましい。

この場合に、例えば、従来のように、全ての接続端子５３（５３Ａ〜５３Ｄ）、５４（５４Ａ〜５４Ｄ）が一列に横並びした位置に設けられている構成において、バッテリ装置５１の接続端子５３を３段階（または４段階）の異なる位置（底面部からの高さ）に配設しようとすると、図３２〜図３４に示すように、これらの接続端子５３が配設されているコネクタ部５７の高さを大きめにしたり、バッテリ搭載部５２の接続端子５４の突出高さを大きくしたりする必要がある。この場合には、コネクタ部５７を含めたバッテリ装置５１の大型化を招いてしまう。

これに対して、本構成によれば、バッテリ装置２０およびバッテリ搭載部３０に複数（この実施の形態では４つ）設けられている接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）、３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が、回動軸心３３ｂからの距離が異なる２列に分けられて配設されているので、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）の突出高さを同じにしても、装着動作時に列数の数だけ段階的に接触することとなる。すなわち、この実施の形態では、図２６などに示すように、まず、回動軸心３３ｂから近い列の陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａと通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃとが接触され、この後、回動軸心３３ｂから遠い列の陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂと装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄとが接触される。

また、回動軸心３３ｂから近い列では、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａが通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃよりも底面部２０ａから近い位置（高さ）に配置され、回動軸心３３ｂから遠い列においては陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂが装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄよりも底面部２０ａから近い位置（高さ）に配置されている。したがって、底面部２０ａからの位置は２段階であるにもかかわらず、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ、通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃ、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄの順でバッテリ搭載部３０の接続端子３５と接触する。つまり、バッテリ装置２０の装着時には、陰極（−）用の接続端子２４Ａ、３５Ａ、通信用の接続端子２４Ｃ、３５Ｃ、陽極（＋）用の接続端子２４Ｂ、３５Ｂ、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄの順序で接触（接続）されるように構成され、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄが、最後に接触するように構成されている。

したがって、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）を少ない段階数（この実施の形態では２段階）で配設しても支障を来すことがなく、良好な順序でバッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）に接触させることができる。これにより、バッテリ装置２０の接続端子２４が配設されているバッテリ側コネクタ部２３の高さを小さめにしたり、バッテリ搭載部３０の接続端子３５の高さを小さめにしたりすることができ、ひいては、バッテリ装置２０やバッテリ搭載部３０を小型化することができる。

なお、この実施の形態では、バッテリ装置２０の各接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）のバッテリ側コネクタ部２３での位置（高さ）を２段階に設定することで、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）や、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）を同じ部品で共用できる利点を有する。しかし、これに限るものではなく、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）の位置（高さ）を同じにして、バッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）の高さが２段階に異なる部品を設けてもよい。

また、この実施の形態では、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）やバッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が４つの場合を述べたが、これに限るものではなく、接続端子の数が、２つ、３つまたは５つ以上設けられている場合でも同様な構成を適用できる。また、上記実施の形態では、バッテリ装置２０の接続端子２４（２４Ａ〜２４Ｄ）およびバッテリ搭載部３０の接続端子３５（３５Ａ〜３５Ｄ）が、回動軸心３３ｂからの距離が異なる２列に分けられて配設されている場合を述べた。しかし、これに限るものではなく、接続端子の数が多い場合などに、回動軸心からの距離が異なる３列またはこれより多くの列に分けて配設させてもよい。

また、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄとして、バッテリ装置２０の装着状態を検知する機能以外の機能も有する接続端子を用いてもよい。また、装着状態検知用の接続端子２４Ｄ、３５Ｄが最後に接触するように配設されているとは、バッテリ装置２０とバッテリ搭載部３０との間で実質的に電気的機能、制御機能等を行う接続端子の中で最後に接触することを意味し、電気的機能、制御機能等がない支持用端子やダミー用端子は含まない。

また、上記構成によれば、バッテリ装置２０とバッテリ搭載部３０との互いの装着箇所における、回動軸心３３ｂが設けられている近傍箇所である回動軸突部３３に、互いに嵌合する凹部としてのバッテリ規制凹部２２および搭載部規制凹部３３ｃと、凸部としてのバッテリ規制凸部２９および搭載部規制凸部３３ａとを設けている。また、バッテリ装置２０とバッテリ搭載部３０との互いの装着箇所における、回動軸心３３ｂから離れた反対側（右側）の箇所に、互いに嵌合する凹部としての補助規制凹部２８と、凸部としての補助規制凸部３７とを設けている。

この構成により、バッテリ装置２０をバッテリ搭載部３０に装着する際に、バッテリ装置２０とバッテリ搭載部３０との互いの装着箇所に設けられた凹部（バッテリ規制凹部２２、搭載部規制凹部３３ｃ、補助規制凹部２８）と凸部（バッテリ規制凸部２９、搭載部規制凸部３３ａ、補助規制凸部３７）が両側で嵌合して案内および位置規制されながら、バッテリ装置２０を良好に装着することができる。また、バッテリ装置２０を逆向きで装着しようとした場合でも、前記凹部や凸部同士が干渉して、逆向きに装着されることを阻止できる。これによりバッテリ搭載部３０の接続端子３５などが損傷したり変形したりすることを防止できて、信頼性を向上させることができる。

また、この実施の形態では、バッテリ装置２０やバッテリ搭載部３０が、下パイプ２ｇの上面に沿った箇所に配設されている場合を述べたが、これに限るものではなく、バッテリ搭載部３０が、電動自転車本体の何れの箇所に設けられている場合でも適用可能である。

本発明は、バッテリ装置を着脱自在に搭載する各種の電動自転車に適用できる。

Claims (6)

1. 電動自転車本体に設けられたバッテリ搭載部に、バッテリ装置が着脱可能に搭載された電動自転車であって、
   前記バッテリ搭載部と前記バッテリ装置とに、互いに接続される複数の接続端子が配設され、
   前記バッテリ装置は、前記バッテリ搭載部への装着時に、回動軸心を中心として回動させながら装着されるよう構成され、
   前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の接続端子が、前記回動軸心からの距離が異なる複数の列に分けられて配設されていることを特徴とする電動自転車。
2. 異なる列ごとに接続端子の接触タイミングが異なることを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。
3. 回動軸心から接続端子までの離間方向に沿う方向から見て、隣接する列または全ての列の接続端子の位置が互いに異なるように配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動自転車。
4. バッテリ装置における同じ列の接続端子の、バッテリ搭載部への装着方向に沿った位置が互いに異なるように配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動自転車。
5. 前記接続端子として、バッテリ装置の装着状態検知用の接続端子と、バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子とを有し、
   これらのバッテリ装置の装着状態検知用の接続端子とバッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子とが電気的に接続された際に、バッテリ装置のバッテリ搭載部への装着を検知するよう構成され、
   前記バッテリ装置および前記バッテリ搭載部の装着状態検知用の接続端子が、前記回動軸心からの離間距離が最も大きい列に配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動自転車。
6. 前記バッテリ装置と前記バッテリ搭載部との互いの装着箇所における、回動軸心が設けられている近傍箇所と、回動軸心から離れた反対側の箇所とに、それぞれ互いに嵌合する凹部と凸部とが設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電動自転車。