WO2016027562A1 - 電動アシスト移動体に使用するためのバッテリ用ブラケット、バッテリユニット、電動アシストユニット、および、電動アシスト移動体 - Google Patents

電動アシスト移動体に使用するためのバッテリ用ブラケット、バッテリユニット、電動アシストユニット、および、電動アシスト移動体 Download PDF

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Definitions

  • a battery bracket it is possible to attach a battery having a hole formed so that the protrusion can be inserted. Since a plurality of protrusions are provided, a plurality of battery bodies can be stacked and attached to the battery bracket. In addition, by stacking and using a plurality of battery bodies in an electrically assisted moving body, the charging frequency of the battery can be reduced, or the assist force is used compared to the case of using a single battery body. In this state, the travelable distance of the electrically assisted moving body can be increased.
  • This battery bracket can of course be used when only a single battery body is attached.
  • the battery in the sixth aspect including the fourth aspect, includes a protrusion formed so as to be insertable into one of the plurality of holes. According to this form, there exists an effect similar to a 4th form.
  • the key part 63 may have an arbitrary key structure that can be locked in a state where at least one battery body is sandwiched between the key part 63 and the support part 51.
  • the structure for locking the battery 60 is not essential.
  • the switching control unit 61 may be fixed to the support unit 51 so as not to be removable.
  • a switchable circuit configuration may be employed instead of the bypass line.
  • the above-mentioned exclusive switching can be realized by the MCU 71 switching the connection state of the switchable circuit configuration.
  • each of the battery bodies 62a to 63c may have a different electric circuit configuration. In this case, the user needs to stack the battery main bodies 62a to 63c in a predetermined arrangement order.

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Abstract

　電動アシスト移動体において、バッテリの充電頻度の低減、または、長距離走行を実現する。　人力によって生じる第１の駆動力を電力によって生じる第２の駆動力で補助可能な電動アシスト移動体に使用するためのバッテリを電動アシスト移動体に取り付けるためのバッテリ用ブラケットが提供される。このバッテリ用ブラケットは、所定の方向に延在する延在部と、延在部から所定の方向と交差する方向に突出する複数の突出部であって、所定の方向に沿って相互に離間して設けられた複数の突出部と、を備える。

Description

電動アシスト移動体に使用するためのバッテリ用ブラケット、バッテリユニット、電動アシストユニット、および、電動アシスト移動体
　本発明は、電動アシスト移動体のバッテリに関する。
　ペダルの踏力によって生じる駆動力を、モータ駆動力によって生じる駆動力（アシスト力）で補助可能な電動アシスト自転車が知られている（例えば、下記の特許文献１）。かかる電動アシスト自転車は、モータのための電力源としてバッテリを搭載している。ユーザは、充電量が切れる前にバッテリを再充電する必要がある。
特開２００８－２５４５９２号公報
　かかる電動アシスト自転車において、バッテリは、使用期間の経過とともに性能が劣化していく。このため、ユーザは、１つのバッテリを交換することなく長期間使用している場合には、充電作業を頻繁に行う必要があり、また、充電することなく長距離走行を行うことができない。また、一般的に、バッテリは、盗難防止の観点から、取り外しできないように鍵をかけることができる構成を有している。この構成は、簡易であることが望ましい。また、バッテリは、ユーザにとって使い勝手が良いことが望ましい。かかる問題は、電動アシスト自転車に限らず、人力によって生じる駆動力を電力によって生じる駆動力で補助可能な種々の電動アシスト移動体に共通する。
　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
　本発明の第１の形態によれば、人力によって生じる第１の駆動力を電力によって生じる第２の駆動力で補助可能な電動アシスト移動体に使用するためのバッテリを電動アシスト移動体に取り付けるためのバッテリ用ブラケットが提供される。このバッテリ用ブラケットは、所定の方向に延在する延在部と、延在部から所定の方向と交差する方向に突出する複数の突出部であって、所定の方向に沿って相互に離間して設けられた複数の突出部と、を備える。
　かかるバッテリ用ブラケットによれば、突出部を挿入可能に形成された孔部を有するバッテリを取り付けることができる。突出部は、複数設けられているので、複数のバッテリ本体を積層してバッテリ用ブラケットに取り付けることもできる。また、電動アシスト移動体において複数のバッテリ本体を積層して使用することによって、バッテリの充電頻度を低減することができ、あるいは、単一のバッテリ本体を使用する場合と比べて、アシスト力を利用した状態での電動アシスト移動体の走行可能距離を長くすることができる。このバッテリ用ブラケットは、勿論、単一のバッテリ本体のみが取り付けられる場合にも使用できる。例えば、ユーザは、電動アシスト移動体の使用初期において、単一のバッテリ本体のみを使用し、当該バッテリ本体の性能が所定の程度まで劣化した場合に、新たなバッテリ本体を購入して、当該新たなバッテリ本体を、以前から使用していたバッテリ本体に積層して使用してもよい。したがって、ユーザにとって使い勝手が良い。
　本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、突出部の各々には、バッテリに設けられる鍵構造と係合するための係合部が形成される。かかる形態によれば、突出部を挿入可能に形成された孔部を有する鍵部であって、突出部が孔部に挿入された状態で、係合部と係合するための鍵構造を有する鍵部を備えたバッテリを取り付けることができる。すなわち、所望の数のバッテリ本体を積層して、積層されるバッテリ本体の数に対応する位置の突出部を孔部に挿入して、容易に鍵をかけることができる。
　本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態において、バッテリ用ブラケットは、さらに、バッテリを支持するための支持部を備える。複数の突出部は、延在部の一端側に設けられる。支持部は、延在部の他端側に設けられる。かかる形態によれば、支持部側から少なくとも１つのバッテリ本体を配置し、その先端（すなわち、支持部と反対の端部）に鍵部を配置して、支持部と鍵部との間に少なくとも１つのバッテリ本体を挟み込んだ状態で、鍵部に鍵をかけることができる。したがって、複数のバッテリ本体を積層して使用する場合に、１箇所で鍵をかけるだけでバッテリ全体を施錠できる。勿論、単一のバッテリ本体のみが取り付けられる場合にも、同様の方法で当該単一のバッテリ本体を備えるバッテリを施錠できる。第３の形態において使用される鍵部は、第２の形態に関して説明した鍵部に限られるものではなく、鍵部と支持部との間に少なくとも１つのバッテリ本体を挟み込んだ状態で施錠を行うことができる任意の鍵構造を有していてもよい。
　本発明の第４の形態によれば、人力によって生じる第１の駆動力を電力によって生じる第２の駆動力で補助可能な電動アシスト移動体に使用するためのバッテリを電動アシスト移動体に取り付けるためのバッテリ用ブラケットが提供される。このバッテリ用ブラケットは、所定の方向に延在する延在部を備える。延在部には、所定の方向と交差する方向に形成された複数の孔部であって、所定の方向に沿って相互に離間した複数の孔部が形成される。かかるバッテリ用ブラケットによれば、複数の孔部の１つに挿入可能に形成された突出部を有するバッテリを取り付けることができる。孔部は、複数設けられているので、複数のバッテリ本体を積層してバッテリ用ブラケットに取り付けることもできる。
　本発明の第５の形態によれば、電動アシスト移動体に使用するためのバッテリユニットが提供される。このバッテリユニットは、第１ないし第４のいずれかの形態のバッテリ用ブラケットと、バッテリと、を備える。バッテリは、積層可能に構成された少なくとも１つのバッテリ本体を備える。かかる形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態と同様の効果を奏する。
　本発明の第６の形態によれば、第２の形態を備える第５の形態において、バッテリは、複数の突出部の１つを挿入可能に形成された孔部を有する鍵部であって、突出部が孔部に挿入された状態で、係合部と係合するための鍵構造を有する鍵部を備える。かかる形態によれば、第２の形態と同様の効果を奏する。
　本発明の第７の形態によれば、第３の形態を備える第６の形態において、バッテリユニットは、支持部側に少なくとも１つのバッテリ本体を配置し、支持部と反対の端部に鍵部を配置して、支持部と鍵部との間に少なくとも１つのバッテリ本体を挟み込むように構成される。かかる形態によれば、第３の形態と同様の効果を奏する。
　本発明の第８の形態によれば、第４の形態を備える第６の形態において、バッテリは、複数の孔部の１つに挿入可能に形成された突出部を備える。かかる形態によれば、第４の形態と同様の効果を奏する。
　本発明の第９の形態によれば、第５ないし第８のいずれかの形態において、少なくとも１つのバッテリ本体は、少なくとも１つのバッテリ本体が複数積層された際に、バッテリの入出力に排他的に接続可能に構成された電気回路構成を有している。かかる形態によれば、複数のバッテリ本体がモータに同時に接続されることがない。つまり、複数のバッテリ本体が並列接続されることがないので、相対的に劣化していないバッテリ本体が、相対的に劣化したバッテリ本体の影響を受けて劣化することがない。
　本発明の第１０の形態によれば、第９の形態において、少なくとも１つのバッテリ本体は、複数である。複数のバッテリ本体は、同一の電気回路構成を備えている。かかる形態によれば、複数のバッテリ本体を任意の配列順序で積層することができ、ユーザの利便性が向上する。
　本発明の第１１の形態によれば、第１０の形態において、複数のバッテリ本体の各々は、バッテリセルと、バッテリセルを介さずに２つの電気的接点を接続するための少なくとも１つのバイパスラインと、を備える。かかる形態によれば、単純な回路構成によって、第６の形態の効果を奏する。
　本発明の第１２の形態によれば、第９ないし第１１のいずれかの形態において、バッテリユニットは、さらに、第９の形態の排他的な接続を切り替えるように構成された切替制御部を備える。切替制御部は、複数積層されたバッテリ本体の各々から検出された電圧に基づいて、充電または放電すべきバッテリ本体を決定し、決定されたバッテリ本体を充電または放電するように排他的な接続を切り替える。かかる形態によれば、積層された複数のバッテリ本体の蓄電状況または劣化状況に応じて、放電または充電すべきバッテリ本体を決定し、適切な充電または放電を行うことができる。
　本発明の第１３の形態によれば、電動アシストユニットが提供される。この電動アシストユニットは、第５ないし第１２のいずれかの形態のバッテリユニットと、モータと、を備える。本発明の第１４の形態によれば、第１３の形態の電動アシストユニットを備える電動アシスト移動体が提供される。これらの形態によれば、第５ないし第１２の形態と同様の効果を奏する。
本発明の一実施例としての電動アシスト自転車を示す概略図である。 バッテリ用ブラケットの概略図である。 バッテリ用ブラケットの概略図である。 １つのバッテリ本体が使用されたバッテリユニットの概略図である。 １つのバッテリ本体が使用されたバッテリユニットの概略図である。 図３に示すバッテリユニットの分解図である。 図３に示すバッテリユニットの分解図である。 ２つのバッテリ本体が積層されたバッテリユニットの概略図である。 ２つのバッテリ本体が積層されたバッテリユニットの概略図である。 ３つのバッテリ本体が積層されたバッテリユニットの概略図である。 ３つのバッテリ本体が積層されたバッテリユニットの概略図である。 ３つのバッテリ本体が使用されたバッテリユニットの内部構成を示す概略図である。
　Ａ．実施例：
　図１は、本発明の一実施例としての電動アシスト自転車１０の概略構成を示す。電動アシスト自転車１０は、自転車本体２０と、電動アシストユニット３５と、を備えている。自転車本体２０は、車体フレーム２１とハンドル２２とサドル２３と前輪２４と後輪２５とを備えている。
　車体フレーム２１の中央下端には、ドライブシャフト２６が回転可能に支承され、その左右両端部には、ペダルクランク２７を介してペダル２８が取り付けられている。ドライブシャフト２６には、電動アシスト自転車１０の前進方向に相当する矢印Ａ１の方向の回転力のみを伝達するためのラチェットギア（図示省略）を介して、スプロケット２９がドライブシャフト２６と同軸に取り付けられている。このスプロケット２９と、後輪２５の中央部に設けられた後輪動力機構３１との間には無端のチェーン３２がかけられている。
　電動アシストユニット３５は、モータ４０と、バッテリユニット７０と、センサ（図示省略）と、を備えている。センサは、電動アシスト自転車１０に関する所定の物理量を検出するために設けられる。かかる物理量には、ペダル２８の踏力（トルク）と、電動アシスト自転車１０の車速と、ペダルクランク２７の回転角度と、が含まれる。
　モータ４０は、人力、すなわち、ユーザがペダル２８を踏む踏力によって生じる駆動力を補助するための駆動力（アシスト力）を提供するために設けられる。モータ４０によって生じる駆動力は、ギア（図示省略）を介して、ペダル２８の踏力をスプロケット２９に伝達するための伝達ギアに作用する。これによって、踏力とアシスト力とが合成されて、踏力が補助される。かかる電動アシスト自転車１０では、モータ４０によるアシスト力は、次のようにして決定される。まず、センサによって、ペダル２８の踏力（トルク）と、電動アシスト自転車１０の車速と、ペダルクランク２７の回転角度と、が検出される。次に、その検出結果に基づいて所定のアルゴリズムが実行され、最適なアシスト比が決定される。そして、決定されたアシスト比に基づいてモータが制御される。かかるアルゴリズムとしては、種々の公知のアルゴリズムを使用できる。
　本実施例では、モータ４０には、制御装置（図示省略）が内蔵されている。制御装置は、例えば、ＣＰＵとメモリとを有するマイクロコンピュータとして構成される。メモリには、上述したアルゴリズムが格納されており、ＣＰＵは、当該アルゴリズムを実行する。制御装置は、モータ４０と別体であってもよい。
　バッテリユニット７０は、バッテリ用ブラケット（以下、単にブラケットとも呼ぶ）５０と、バッテリ６０と、を備えている。ブラケット５０は、バッテリ６０を自転車本体２０に取り付けるための取付具であり、車体フレーム２１に取り外し不能に固定されている。ここでの「取り外し不能」には、溶接など、完全に取り外し不能な態様の他、特殊な工具を使用してのみ取り外し可能（一般ユーザには取り外し不能）となる態様が含まれる。バッテリ６０は、モータ４０の電力源として、ブラケット５０に取り外し可能に取り付けられる。バッテリ６０は、そこに蓄えられた電力をモータ４０に供給するほか、充電器（図示省略）に接続されることによって、充電可能に構成されている。充電器は、バッテリ６０がブラケット５０に装着された状態でバッテリ６０に接続される態様であってもよいし、バッテリ６０がブラケット５０から取り外された状態でバッテリ６０に接続される態様であってもよい。また、バッテリ６０には、回生電力が蓄えられてもよい。
　図２は、ブラケット５０の詳細を示す概略図である。図示するように、ブラケット５０は、バッテリ６０を支持するための支持部５１と、支持部５１から所定の方向（以下、延在方向とも呼ぶ）に延在する延在部５２と、を備えている。支持部５１の内部には、バッテリ６０と電気的に接続される放電端子および充電端子が内蔵されている。延在部５２は、ボルトによって自転車本体２０に取り付けるための取付穴５５が形成されている。また、延在部５２は、延在部５２から、延在方向と交差する方向（以下、交差方向とも呼ぶ。本実施例では、交差方向は、延在方向と直交する方向）に突出する３つの突出部５３ａ～５３ｃを備えている。突出部５３ａ～５３ｃは、延在方向に沿って、相互に離間して設けられている。また、本実施例では、突出部５３ａ～５３ｃは、延在部５２の一端側（支持部５１と反対の側）に設けられている。突出部の数は、３つに限られるものではなく、２以上の任意の数であってもよい。
　突出部５３ａ～５３ｃの各々には、バッテリ６０に設けられる鍵構造（後述）と係合するための係合部５４ａ～５４ｃが形成されている。本実施例では、係合部５４ａ～５４ｃは、突出部５３ａ～５３ｃを貫通する貫通穴として形成されている。ただし、係合部５４ａ～５４ｃは、公知の任意の係合構成を有することができる。
　図３は、バッテリ６０の詳細を示す概略図である。図示するように、バッテリ６０は、切替制御部６１と、バッテリ本体６２ａと、鍵部６３と、を備えている。切替制御部６１、バッテリ本体６２ａおよび鍵部６３は、相互に取り外し可能に構成されており、図４には、それぞれが取り外された状態を示している。また、バッテリ６０は、複数のバッテリ本体を積層可能に構成されている。図３では、１つのバッテリ本体６２ａが使用されたバッテリ６０を示しており、図５では、２つのバッテリ本体６２ａ，６２ｂが積層されたバッテリ６０を示しており、図６では、３つのバッテリ本体６２ａ，６２ｂ，６２ｃが積層されたバッテリ６０を示している。
　本実施例では、図４に示すように、切替制御部６１は、係合突起部６６を備えている。バッテリ本体６２ａは、その積層方向の一端に、係合突起部６６と係合する係合溝６７ａを備えている。また、バッテリ本体６２ａは、その積層方向の他端に、係合突起部６８ａを備えている。係合突起部６８ａの形状は、係合突起部６６の形状と同一である。鍵部６３は、係合突起部６８ａと係合する係合溝（図示省略）と、鍵構造６５と、を備えている。係合突起部６６は、係合溝６７ａに挿入された際に、係止爪などの係止構造によって係止される。同様に、係合突起部６８ａは、鍵部６３の係合溝に挿入された際に、係止構造によって係止される。鍵部６３は、ユーザが把持しやすいように、環状の取っ手を有している。図示は省略するが、バッテリ本体６２ｂ，６２ｃは、バッテリ本体６２ａと同一の形状を有している。
　バッテリ本体６２ａ～６２ｃの１つ、２つ、または、３つは、図３，５，６に示されるように、切替制御部６１と鍵部６３との間に挟み込まれるように配置される。２つ以上のバッテリ本体が使用される場合には、当該バッテリ本体は、図５，６に示されるように積層される。任意の数のバッテリ本体が切替制御部６１と鍵部６３との間に挟み込まれたバッテリ６０は、支持部５１から見て、切替制御部６１、バッテリ本体（単数または複数）、鍵部６３の順に並ぶように、支持部５１上に配置される。つまり、支持部５１側から切替制御部６１およびバッテリ本体（単数または複数）が順次積層され、その先端に、鍵部６３が積層される。この際、バッテリ本体、切替制御部６１は、支持部５１上に設けられた電気的接点を介して、モータ４０と電気的に接続される。
　鍵部６３には、孔部６４が形成されている。孔部６４は、突出部５３ａ～５３ｃのいずれか１つを挿入可能に構成されている。図３に示すように１つのバッテリ本体６２ａが使用される場合、突出部５３ａ～５３ｃのうちの支持部５１に最も近い突出部５３ａが孔部６４に挿入され、その状態で鍵構造６５を締めることにより、鍵構造６５と、突出部５３ａに形成された係合部５４ａと、が係合する。これによって、切替制御部６１、バッテリ本体６２ａおよび鍵部６３がブラケット５０に固定的に取り付けられる。この際、切替制御部６１は、支持部５１上に配置される。図５に示すように２つのバッテリ本体６２ａ，６２ｂが使用される場合、突出部５３ｂが孔部６４に挿入され、その状態で鍵構造６５を締めることにより、鍵構造６５と突出部５３ｂに形成された係合部５４ｂとが係合する。これによって、切替制御部６１、バッテリ本体６２ａ，６２ｂおよび鍵部６３がブラケット５０に固定的に取り付けられる。同様に、図６に示すように３つのバッテリ本体６２ａ～６２ｃが使用される場合、突出部５３ｃが孔部６４に挿入され、切替制御部６１、バッテリ本体６２ａ～６２ｃおよび鍵部６３がブラケット５０に固定的に取り付けられる。このように、バッテリ６０は、使用されるバッテリ本体の数に応じて、その数に対応する位置の突出部（上記の例では、突出部５３ａ～５３ｃのいずれか）を孔部６４に挿入して容易に鍵をかけることができる。かかる構成によれば、複数のバッテリ本体６２ａ～６２ｃに対して１箇所で鍵をかけるだけでバッテリ６０全体を施錠できるので、ユーザの利便性が高い。
　本実施例では、バッテリ本体６２ａ～６２ｃのうちの少なくとも２つが積層されて使用される場合、これらのバッテリ本体は、バッテリ６０の入出力（充電時の入力および放電時の出力）に排他的に接続可能に構成される。つまり、バッテリ本体６２ａ～６２ｃは、直列接続されることも並列接続されることもない。換言すれば、バッテリ本体６２ａ～６２ｃのうちのいずれか１つのみが入出力に接続される。かかる排他的な切替は、切替制御部６１によって制御される。
　図７は、３つのバッテリ本体６２ａ～６２ｃが使用されたバッテリ６０の内部構成を模式的に示す概略図である。以下の説明では、モータ４０に接続される側を出力側と呼び、その反対側を入力側と呼ぶ。図７では、放電用回路のみを示すが、同様の構成の充電用回路が設けられていてもよい。図示するように、切替制御部６１は、切替制御部６１の動作を制御するＭＣＵ７１と、オンオフスイッチ７２と、切替スイッチ７３～７５と、を備えている。オンオフスイッチ７２は、バッテリ６０とモータ４０、または、バッテリ６０と充電器との接続をオンオフするのに使用される。切替スイッチ７３～７５は、上述した排他的な接続を切り替えるために使用され、オンオフスイッチ７２と、切替制御部６１の入力側と、に並列的に接続されている。
　バッテリ本体６２ａは、出力側の接点７６ａ～８０ａと、入力側の接点８４ａ～８６ａと、バイパスラン８７ａ，８８ａと、バッテリセル８１ａと、保護回路としてのバッテリマネージメントシステム（以下、ＢＭＳａとも呼ぶ）を備えている。ＢＭＳａは、サーミスタ８２ａと、オンオフスイッチ８３ａと、を備えている。バイパスラン８７ａは、バッテリセル８１ａを介さずに２つの接点７９ａ，８５ａの間を接続している。同様にバイパスラン８８ａは、バッテリセル８１ａを介さずに２つの接点８０ａ，８６ａの間を接続している。本実施例では、バッテリ本体６２ｂ，６２ｃは、バッテリ本体６２ａと同一の電気回路構成を備えている。図７では、バッテリ本体６２ｂ，６２ｃの各構成要素には、バッテリ本体６２ａの対応する各構成要素に付した符号のうちの「ａ」を「ｂ」，「ｃ」に置き換えて表示している。このため、重複する説明は省略する。
　接点７６ａ，８４ａ，７６ｂ，８４ｂ，７６ｃは、すべて、グランドラインに接続されている。ＭＣＵ７１は、接点７７ａを介して、サーミスタ８２ａに接続され、このサーミスタ８２ａは、グランドラインに接続されている。切替スイッチ７５は、接点７８ａおよびＢＭＳａ内のオンオフスイッチ８３ａを介してバッテリ本体６２ａのバッテリセル８１ａに接続されている。切替スイッチ７４は、接点７９ａ、バイパスラン８７ａ、接点８５ａ、７８ｂおよびＢＭＳｂ内のオンオフスイッチ８３ｂを介してバッテリセル８１ｂに接続されている。つまり、切替スイッチ７４は、バッテリ本体６２ａをバイパスして、バッテリ本体６２ｂのバッテリセル８１ｂに接続されている。同様に、切替スイッチ７３は、接点８０ａ、バイパスライン８８ａ、接点８６ａ，７９ｂ、バイパスライン８７ｂ、接点８５ｂ，７８ｃおよびＢＭＳｃ内のオンオフスイッチ８３ｃを介してバッテリセル８１ｃに接続されている。すなわち、切替スイッチ７３は、バッテリ本体６２ａ，６２ｂをバイパスして、バッテリ本体６２ｃのバッテリセル８１ｃに接続されている。
　切替制御部６１のＭＣＵ７１は、かかる切替スイッチ７３～７５を切り替えることによって、上述した排他的な切替を実現する。すなわち、ＭＣＵ７１は、切替スイッチ７３～７５のうちのいずれか１つをオンに設定し、残りの２つをオフに設定することによって、バッテリセル８１ａ～８１ｃのうちのいずれか１つのみと、オンオフスイッチ７２と、を接続するように制御される。かかる構成によれば、２つ以上のバッテリ本体がモータ４０に同時に接続されることがない。つまり、複数のバッテリ本体が並列接続されることがないので、相対的に劣化していないバッテリ本体が、相対的に劣化したバッテリ本体の影響を受けて劣化することがない。
　本実施例では、ＭＣＵ７１は、積層されたバッテリ本体６２ａ～６２ｃの各々から検出された電圧に基づいて、充電または放電すべきバッテリ本体を決定し、決定されたバッテリ本体を充電または放電するように、切替スイッチ７３～７５の排他的な接続を切り替える。例えば、充電を行う際には、ＭＣＵ７１は、相対的に電圧が低いバッテリ本体を優先して充電するように、切替スイッチ７３～７５を制御してもよい。また、放電を行う際には、ＭＣＵ７１は、相対的に電圧が高いバッテリ本体を優先して放電するように、切替スイッチ７３～７５を制御してもよい。バッテリ本体６２ａ～６２ｃの電圧は、オンオフスイッチ８３ａ～８３ｃを順次、排他的にオンにすることによって、ＭＣＵ７１が検出することができる。かかる構成によれば、積層されたバッテリ本体６２ａ～６２ｃの蓄電状況または劣化状況に応じて、放電または充電すべきバッテリ本体を決定し、適切な充電または放電を行うことができる。また、ＢＭＳ内にクーロンメータなどのカウンタが設けられてもよい。かかる構成によれば、カウンタの検出値によって、バッテリセル８１ａ～８１ｃがどの程度、充電または放電されたかを精度良く把握することができる。その結果、バッテリセル８１ａ～８１ｃの劣化状況に基づいて排他的な切替を好適に行うことができる。カウンタは、充電用、放電用のそれぞれに設けられてもよい。
　また、上述したように、バッテリ本体６２ａ～６２ｃは、同一の電気回路構成を備えており、バッテリ本体６２ａ～６２ｃをどのような配列順序で積層した場合にも、切替スイッチ７３～７５のそれぞれに１対１の関係でバッテリセル８１ａ～８１ｃが接続されるように構成されている。このため、ユーザは、バッテリ本体６２ａ～６３ｃを積層する際に、それらの配列順序を気にする必要がなく、ユーザの利便性が向上する。この点は、２つのバッテリ本体６２ａ，６２ｂを積層する場合にも当てはまる。
　以上説明したバッテリユニット７０によれば、ユーザは、１つ、または、複数のバッテリ本体を有するバッテリ６０を、自転車本体２０（より厳密には、自転車本体２０に固定されたブラケット５０）に対して容易に着脱することができ、また、容易に鍵をかけることができる。また、複数のバッテリ本体６２ａ～６３ｃを積層して使用することによって、バッテリ６０の充電頻度を低減することができる。あるいは、単一のバッテリ本体を使用する場合と比べて、アシスト力を利用した状態での電動アシスト自転車１０の走行可能距離を長くすることができる。バッテリ本体の積層数は、上記の３つに限らず、任意の数であってもよいことは勿論である。この場合、延在部５２に設けられる突出部の数は、想定されるバッテリ本体最大積層数と一致させてもよい。
　また、ユーザは、状況に応じて、所望の数のバッテリ本体を使用することができるので、ユーザの利便性が高い。例えば、ユーザは、電動アシスト自転車１０の使用初期（バッテリ本体に劣化がない時期）において、単一のバッテリ本体６２ａのみを使用し、バッテリ本体６２ａの性能が所定の程度まで劣化した場合に、新たなバッテリ本体６２ｂを購入して、バッテリ本体６２ｂをバッテリ本体６２ａに積層して使用してもよい。
　Ｂ．変形例：
　Ｂ－１．変形例１：
　上述したバッテリユニット７０の様々な特徴は、それぞれ、他の特徴と分離して適宜、省略または組合せを行うことができる。例えば、バッテリ本体６２ａ～６３ｃのそれぞれに突出部５３ａ～５３ｃを挿入するための孔部を設け、バッテリ６０が、バッテリ本体６２ａ～６３ｃの各々が個別的に施錠されるように構成されてもよい。この場合、鍵部６３は必ずしも必要ない。あるいは、鍵部６３は、例えば、支持部５１側に延在する延在部分を有し、この延在部分が支持部５１と係合する鍵構造を有していてもよい。つまり、鍵部６３は、鍵部６３と支持部５１との間に少なくとも１つのバッテリ本体を挟み込んだ状態で施錠を行うことができる任意の鍵構造を有していてもよい。もとより、バッテリ６０を施錠するための構成は、必須ではない。あるいは、切替制御部６１は、支持部５１に取り外し不能に固定されていてもよい。あるいは、バイパスラインに代えて、切替可能な回路構成が採用されてもよい。この場合、ＭＣＵ７１が、切替可能な回路構成の接続状態を切り替えることによって、上述の排他的な切替を実現することは可能である。あるいは、バッテリ本体６２ａ～６３ｃの各々は、相互に異なる電気回路構成を備えていてもよい。また、この場合、ユーザは、予め定められた配列順序でバッテリ本体６２ａ～６３ｃを積層する必要があるが、ＭＣＵ７１が、バッテリ本体６２ａ～６３ｃの電気回路構成に応じた制御を行うことによって、排他的な切替を実現することは可能である。もとより、バッテリ本体６２ａ～６３ｃは、電気的に直列または並列で接続される構成であってもよい。かかる構成であっても、単一のバッテリ本体を使用する場合と比べて、大きな出力を得ることができ、あるいは、長時間のアシスト力の提供を実現することができる。
　Ｂ－２．変形例２：
　ＭＣＵ７１は、バッテリ本体６２ａ～６２ｃの電圧を所定のタイミングでモニタリングする機能を有していてもよい。所定のタイミングは、例えば、一定時間ごと、電動アシストユニット３５の電源が投入されたとき、所定の走行距離が達成されたとき、などであってもよい。この場合、バッテリ６０は、モニタリング結果に基づいて、ユーザに報知を行うためのディスプレイを備えていてもよい。ディスプレイには、充電の必要性の有無、バッテリ本体の交換の必要性の有無などが表示されてもよい。
　Ｂ－３．変形例３：
　ブラケット５０の延在部５２に突出部５３ａ～５３ｃが形成され、バッテリ６０の鍵部６３に、突出部５３ａ～５３ｃのいずれかを挿入可能な孔部６４が形成される代わりに、バッテリ６０側に突出部が形成され、ブラケット５０側に、当該突出部を挿入可能な複数の孔部が形成されてもよい。この場合、複数の孔部の各々は、延在部５２が延在する方向と交差する方向に形成されてもよい。また、複数の孔部は、延在部５２が延在する方向に沿って相互に離間して設けられてもよい。かかる構成としても、バッテリ６０をブラケット５０に好適に取り付けることができる。
　Ｂ－４．変形例４：
　上述のバッテリユニット７０の構成は、人力によって生じる駆動力を電力によって生じる駆動力で補助可能な種々の電動アシスト移動体に適用することができる。こうした移動体としては、例えば、車椅子、三輪車、荷物用の台車などであってもよい。
　以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である
　　１０…電動アシスト自転車
　　２０…自転車本体
　　２１…車体フレーム
　　２２…ハンドル
　　２３…サドル
　　２４…前輪
　　２５…後輪
　　２６…ドライブシャフト
　　２７…ペダルクランク
　　２８…ペダル
　　２９…スプロケット
　　３１…後輪動力機構
　　３２…チェーン
　　３５…電動アシストユニット
　　４０…モータ
　　５０…ブラケット
　　５１…支持部
　　５２…延在部
　　５３ａ…突出部
　　５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…突出部
　　５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…係合部
　　５５…取付穴
　　６０…バッテリ
　　６１…切替制御部
　　６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…バッテリ本体
　　６３…鍵部
　　６４…孔部
　　６５…鍵構造
　　６６…係合突起部
　　６７ａ…係合溝
　　６８ａ…係合突起部
　　７０…バッテリユニット
　　７１…ＭＣＵ
　　７２…オンオフスイッチ
　　７３，７４，７５…切替スイッチ
　　７６ａ，７７ａ，７８ａ，７９ａ，８０ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａ，７６ｂ，７７ｂ，７８ｂ，７９ｂ，８０ｂ，８４ｂ，８５ｂ，８６ｂ，７６ｃ，７７ｃ，７８ｃ，７９ｃ，８０ｃ，８４ｃ，８５ｃ，８６ｃ…接点
　　８１ａ，８１ｂ，８１ｃ…バッテリセル
　　８２ａ，８２ｂ，８２ｃ…サーミスタ
　　８３ａ，８３ｂ，８３ｃ…オンオフスイッチ
　　８７ａ，８８ａ，８７ｂ，８８ｂ，８７ｃ，８８ｃ…バイパスラン
 

Claims (14)

  1. 　人力によって生じる第１の駆動力を電力によって生じる第２の駆動力で補助可能な電動アシスト移動体に使用するためのバッテリを前記電動アシスト移動体に取り付けるためのバッテリ用ブラケットであって、
    　所定の方向に延在する延在部と、
    　前記延在部から前記所定の方向と交差する方向に突出する複数の突出部であって、前記所定の方向に沿って相互に離間して設けられた複数の突出部と
    　を備えた
    　バッテリ用ブラケット。
  2. 　請求項１に記載のブラケットであって、
    　前記突出部の各々には、前記バッテリに設けられる鍵構造と係合するための係合部が形成された
    　バッテリ用ブラケット。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のブラケットであって、
    　さらに、前記バッテリを支持するための支持部を備え、
    　前記複数の突出部は、前記延在部の一端側に設けられ、
    　前記支持部は、前記延在部の他端側に設けられた
    　バッテリ用ブラケット。
  4. 　人力によって生じる第１の駆動力を電力によって生じる第２の駆動力で補助可能な電動アシスト移動体に使用するためのバッテリを前記電動アシスト移動体に取り付けるためのバッテリ用ブラケットであって、
    　所定の方向に延在する延在部を備え、
    　前記延在部には、前記所定の方向と交差する方向に形成された複数の孔部であって、前記所定の方向に沿って相互に離間した複数の孔部が形成された
    　バッテリ用ブラケット。
  5. 　電動アシスト移動体に使用するためのバッテリユニットであって、
    　請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のバッテリ用ブラケットと、
    　前記バッテリと
    　を備え、
    　前記バッテリは、積層可能に構成された少なくとも１つのバッテリ本体を備える
    　バッテリユニット。
  6. 　請求項２を引用元に含む請求項５に記載のバッテリユニットであって、
    　前記バッテリは、前記複数の突出部の１つを挿入可能に形成された孔部を有する鍵部であって、該突出部が該孔部に挿入された状態で、前記係合部と係合するための前記鍵構造を有する鍵部を備えた
    　バッテリユニット。
  7. 　請求項３を引用元に含む請求項６に記載のバッテリユニットであって、
    　前記バッテリユニットは、前記支持部側から前記少なくとも１つのバッテリ本体を配置し、該支持部と反対の端部に前記鍵部を配置して、該支持部と該鍵部との間に前記少なくとも１つのバッテリ本体を挟み込むように構成された
    　バッテリユニット。
  8. 　請求項４を引用元に含む請求項６に記載のバッテリユニットであって、
    　前記バッテリは、前記複数の孔部の１つに挿入可能に形成された突出部を備えた
    　バッテリユニット。
  9. 　請求項５ないし請求項８のいずれか一項に記載のバッテリユニットであって、
    　前記少なくとも１つのバッテリ本体は、該少なくとも１つのバッテリ本体が複数積層された際に、前記バッテリの入出力に排他的に接続可能に構成された電気回路構成を有している
    　バッテリユニット。
  10. 　請求項９に記載のバッテリユニットであって、
    　前記少なくとも１つのバッテリ本体は、複数であり、
    　前記複数のバッテリ本体は、同一の電気回路構成を備えている
    　バッテリユニット。
  11. 　請求項１０に記載のバッテリユニットであって、
    　前記複数のバッテリ本体の各々は、
    　　バッテリセルと、
    　　前記バッテリセルを介さずに２つの電気的接点を接続するための少なくとも１つのバイパスラインと
    　を備えるバッテリユニット。
  12. 　請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載のバッテリユニットであって、
    　前記バッテリユニットは、さらに、前記排他的な接続を切り替えるように構成された切替制御部を備え、
    　前記切替制御部は、前記複数積層されたバッテリ本体の各々から検出された電圧に基づいて、充電または放電すべきバッテリ本体を決定し、該決定されたバッテリ本体を充電または放電するように前記排他的な接続を切り替える
    　バッテリユニット。
  13. 　電動アシストユニットであって、
    　請求項５ないし請求項１２のいずれか一項に記載のバッテリユニットと、
    　前記モータと
    　を備えた電動アシストユニット。
  14. 　請求項１３に記載の電動アシストユニットを備える電動アシスト移動体。
     
PCT/JP2015/067835 2014-08-22 2015-06-22 電動アシスト移動体に使用するためのバッテリ用ブラケット、バッテリユニット、電動アシストユニット、および、電動アシスト移動体 WO2016027562A1 (ja)

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