(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪駆動用モータと、該駆動用モータに電源を供給するバッテリとを搭載した電動２輪自転車の充電装置において、上記電動２輪自転車の駐車場所に充電器本体を設置し、該充電器本体に該本体からの充電電力を取り出す充電アームを接続し、該充電アームの先端部に上記電動２輪自転車の車体を把持して該自転車の転倒を防止する把持部を形成し、該把持部に上記充電電力を外部に供給する給電部材を設け、上記車体の上記把持部により把持される部分に上記給電部材と電気的に接続される受電部材を設け、該受電部材を上記バッテリに接続したことを特徴とする電動２輪自転車の充電装置。
【請求項２】
請求項１において、上記給電部材，受電部材が一対の給電端子，受電端子により構成されており、上記把持部が車体を把持したとき上記給電端子が受電端子に接触して電気的に接続され、上記充電電力を供給することを特徴とする電動２輪自転車の充電装置。
【請求項３】
請求項１において、上記給電部材が給電側一次コイル巻線により構成されており、受電部材が上記給電部材との間に隙間をあけて対向する受電側二次コイル巻線により構成されており、該給電側コイルと受電側コイルとの磁気結合により上記充電電力を非接触で供給することを特徴とする電動２輪自転車の充電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、上記充電器本体が車体の被把持部高さに設置されており、上記充電アームが、上記充電器本体への接続部を中心として略水平をなす充電位置と、略垂直の収納位置との間で回動可能に構成されていることを特徴とする電動２輪自転車の充電装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかにおいて、上記把持部がロック機構を備えており、該ロック機構の施錠・解錠操作に連動して充電の開始・停止を行う切替手段を備えたことを特徴とする電動２輪自転車の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電動２輪自転車に搭載されるバッテリの充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電動自転車のように走行中にバッテリを充電することの困難な場合、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。このバッテリの充電では、バッテリを車体に搭載したままで行う場合と、バッテリを車体から取り外して単体で行う場合とがある。この何れの場合も充電する場所や環境によって一長一短があることから、従来、両方とも使用可能な構造とするのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のバッテリ充電装置において、バッテリを車載状態で充電する場合は、充電器から延長コードを引いてバッテリに接続する必要があるので、充電場所によってはコードが邪魔になるという問題がある。また、風等の何らかの原因で車体が倒れた場合にはコードや充電器に支障をきたすという懸念がある。
【０００４】
一方、バッテリを外して単体で充電する場合は、上述の問題はないが、充電するたびに重量物のバッテリを電気的，機械的に着脱するという面倒で手間のかかる作業が必要となる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、邪魔になる延長コードを不要にでき、また手間のかかる着脱作業を不要にしながら転倒による損傷を防止できる全く新規な電動２輪自転車の充電装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車輪駆動用モータと、該駆動用モータに電源を供給するバッテリとを搭載した電動２輪自転車の充電装置において、上記電動２輪自転車の駐車場所に充電器本体を設置し、該充電器本体に該本体からの充電電力を取り出す充電アームを接続し、該充電アームの先端部に上記電動２輪自転車の車体を把持して該自転車の転倒を防止する把持部を形成し、該把持部に上記充電電力を外部に供給する給電部材を設け、上記車体の上記把持部により把持される部分に上記給電部材と電気的に接続される受電部材を設け、該受電部材を上記バッテリに接続したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記給電部材，受電部材が一対の給電端子，受電端子により構成されており、上記把持部が車体を把持したとき上記給電端子が受電端子に接触して電気的に接続され、上記充電電力を供給することを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、上記給電部材が給電側一次コイル巻線により構成されており、受電部材が上記給電部材との間に隙間をあけて対向する受電側二次コイル巻線により構成されており、該給電側コイルと受電側コイルとの磁気結合により上記充電電力を非接触で供給することを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記充電器本体が車体の被把持部高さに設置されており、上記充電アームが、上記充電器本体への接続部を中心として略水平をなす充電位置と、略垂直の収納位置との間で回動可能に構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかにおいて、上記把持部がロック機構を備えており、該ロック機構の施錠・解錠操作に連動して充電の開始・停止を行う切替手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
【作用】
本発明の充電装置により充電を行うには、充電器の設置位置に電動車両を位置させ、車体の被把持部を充電アームの把持部で把持し、給電部材と受電部材とを電気的に接続し、この状態で充電を行う。
【００１２】
このように本発明によれば、駐車場所に把持部付き充電アームを備えた充電器本体を設置し、該充電アームの把持部で車体を把持すると充電器本体とバッテリとが電気的に接続されるようにしたので、邪魔になる延長コードを要することなく、また手間のかかる面倒な着脱作業を要することなくバッテリを車載状態のままで充電できる。また充電中は車体が充電アームで把持され、機械的に固定されるので、転倒による損傷を防止できる。
【００１３】
請求項２の発明では、車体を把持したときに車体側の受電端子と充電器側の給電部端子とを接触させて電気的に接続するようにしたので、電気的接続と機械的固定の両方を同時に行うことができる。
【００１４】
請求項３の発明では、車体側の受電側コイルと、充電器側の給電側コイルとを隙間をあけて対向させ、両者の磁気結合により充電電力を非接触で供給するようにしたので、接触による電気的接続の場合に生じ易い接触部の汚れ，錆による接続不良を回避できる。
【００１５】
請求項４の発明では、充電アームを充電位置と収納位置とで回動可能としたので、非使用時には充電アームを縦壁側等に回動させることにより、充電アームが非使用時に邪魔になる問題を回避できる。
【００１６】
請求項５の発明では、ロック機構の施錠操作をしたときに充電が開始するようにしたので、盗難やいたずらの防止を図ると同時に充電操作を忘れてしまう問題を防止できる。
【００１７】
【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４は本発明の一実施例による電動自転車の充電装置を説明するための図であり、図１は充電装置の平面構成図、図２は充電装置の斜視図、図３は充電装置の使用状態を示す概略図、図４は電動自転車の側面図である。
【００１８】
図４において、１は電動自転車であり、これの車体フレーム２は前後方向に延びる大略長方形箱状のフレーム本体２ａと、該フレーム本体２ａから後方に延びる左右一対のリヤフレーム２ｂと、上記フレーム本体２ａから上方に延びるシートチューブ２ｃとから構成されている。またフレーム本体２ａの下端とリヤフレーム２ｂの後端とはチェーンステー２ｄで連結されており、該チェーンステー２ｄとリヤフレーム２ｂとはブラケット２ｆにより一体に接続されている。
【００１９】
上記フレーム本体２ａの前端２ｅには前輪３を回転自在に支持するフロントフォーク４が枢支されており、該フロントフォーク４の上端には操向ハンドル５が装着されている。また上記ブラケット２ｆには後輪６が回転自在に支持されている。上記シートチューブ２ｃにはサドル７が装着されたシートポスト８が所望高さ位置に固定可能に挿入配置されている。
【００２０】
上記フレーム本体２ａの下端部にはクランク軸１０が回転自在に支持されており、該クランク軸１０の両端にはクランク１１を介してペダル１２が装着されている。該クランク軸には、図示しないチェーンスプロケットを介してチェーンが連結されており、該チェーンは上記後輪６に連結されている。
【００２１】
上記車体フレーム２には後輪駆動装置１５が配設されている。この後輪駆動装置１５は、後輪６に補助駆動力を供給する電動モータ１６と、該モータ１６に電源を供給するバッテリ１７と、上記電動モータ１６の駆動力をペダル踏力に応じた値に制御するコントローラ１８とを備えており、上記ペダル１２からの踏力と電動モータ１６からの補助駆動力とを合力し、チェーンを介して後輪６に伝達するように構成されている。
【００２２】
上記コントローラ１８及びバッテリ１７はフレーム本体２ａ内にこれの長手方向に沿うように配置されており、上記電動モータ１６は上記フレーム本体２ａの後部に出力軸を下方に向けて配置されている。この電動モータ１６の出力軸（図示せず）は減速歯車機構１９を介して上記チェーンスプロケットに連結されている。
【００２３】
上記車体フレーム２のシートチューブ２ｃの上端部には、本実施例の充電装置２０の受電側を構成する受電部材としての陽極，陰極受電端子２１，２１が配設されている。この受電端子２１，２１はシートチューブ２ｃの外周面から少し突出させるとともに該チューブ２ｃとの間に絶縁部材（図示せず）を介在させて装着されており、該各受電端子２１はリード線２１ａ，２１ａを介して上記バッテリ１７の充電端子に接続されている。
【００２４】
図１及び図２において、上記充電装置２０の給電側を構成する充電器２２は、電源に接続された直方体状の充電器本体２３と該充電器本体２３に接続された平面視で大略Ｖ字状の充電アーム２４とを備えている。上記充電器本体２３は取付けブラケット２５を介して電動自転車１の駐輪場の縦壁部２６に取り付け固定されており、該充電器本体２３の取り付け位置は上記シートチューブ２ｃの受電端子２１，２１と略同一高さとなるように設定されている。ここで、上記駐輪場としては、例えば家屋側部，物置、あるいは庭先等どこでも良く、また縦壁の代わりにスタンドを別途立設しても良く、特に限定するものではない。
【００２５】
上記充電アーム２４の左右アーム部２４ａ，２４ａの基部２４ｂは充電器本体２３の左右側面２３ａに支持部材２７を介して軸支されており、これにより上記充電アーム２４は水平をなす充電位置と、垂直下向きの縦壁２６と平行をなす収納位置との間で回動可能となっている。
【００２６】
上記充電アーム２４の先端部にはシートチューブ２ｃを把持するための把持部２８が凹設されている。該把持部２８には給電部材としての陽極，陰極給電端子２９，２９が互いに対向させて配置されており、各給電端子２９はリード線２９ａにより上記充電器本体２３に接続されている。この両給電端子２９は図示しないばね部材により凹部内方に常時付勢されており、上記把持部２８によりシートチューブ２ｃを把持すると同時に受電端子２１と給電部端子２９とが自動的に電気的に接続され、かつシートチューブ２ｃは充電アーム２４により機械的に固定支持される。
【００２７】
また上記把持部２８にはロック機構３０が配設されている。このロック機構３０は、ロック部材３３を実線位置に移動させると該位置にロック部材３３を固定し、キー３１をキーシリンダ３２に挿入して解錠操作するとロック部材３３が破線位置に回動する構造のもので、該ロック部材３３が把持部２８の前端装着口２８ａを閉塞することによりシートチューブ２ｃを固定するようになっている。また上記キーシリンダ３２にはリード線３２ａが接続されており、該リード線３９ａは上記充電器本体２３内に内蔵された充電制御装置（図示せず）に接続されている。この充電制御装置は、充電の開始・停止切替手段として機能し、ロック部材３３を施錠位置に移動させることにより施錠信号が入力されると充電を開始するとともに充電ランプ３４を点灯し、解錠信号が入力されると充電を停止するとともに充電ランプ３４を消灯するように構成されている。なお、上記充電制御装置に、充電完了により自動的に充電を停止する機能を持たせても良い。
【００２８】
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例の電動自転車１においてバッテリ１７を充電するには、駐輪場に設置された充電器２２の側方に電動自転車１を位置させ、充電アーム２４を水平の充電位置に回動し、シートチューブ２ｃを充電アーム２４の把持部２８で把持する（図３参照）。これにより給電端子２９が受電端子２１に接触するとともに付勢手段により該受電端子２１を押圧挟持し、その結果両端子２１，２９が自動的に電気的に接続される。この状態でロック部材３３をロック位置に回動させると該ロック部材３３がシートチューブ２ｃを囲み、該自転車１は機械的に固定支持され、またこれと同時に充電が開始される。なお、電動自転車１を使用する場合には、キー３１で解錠操作することによりロック部材３３が装着口２８ａを解放する位置（図１の破線位置）に移動し、これと同時に充電が停止される。
【００２９】
このように本実施例の充電装置２０によれば、駐輪場に充電器２２を配設し、該充電器２２の充電アーム２４で上記シートチューブ２ｃを把持することにより、充電器２２側の給電端子２９と車体側の受電端子２１とが電気的に接続されるようにしたので、自転車１を駐輪し、ロックするだけの簡単な操作で充電を行うことができ、邪魔になる延長コードを不要にできるとともに、手間のかかる面倒なバッテリの着脱作業を不要にでき、さらには充電中は車体が施錠されているので、転倒による損傷を確実に防止できるとともに、盗難やいたずらを防止できる。
【００３０】
また上記給電端子２９で受電端子２１を押圧挟持するように構成したので、シートチューブ２ｃの把持により電気的接続と機械的支持の両方を同時に行うことができ、この点からも操作を簡単にできる。
【００３１】
さらに上記充電アーム２４を充電位置と収納位置とで回動可能としたので、非使用時には充電アーム２４を縦壁２６に沿うよう倒しておくことにより充電アームが邪魔になることがない。
【００３２】
また本実施例では、施錠操作をしたときに充電を開始するようにしたので、盗難やいたずらの防止を図ると同時に充電操作を忘れてしまう問題を防止できる。
【００３３】
なお、上記実施例では車体フレーム２側の受電端子２１と充電器２２側の給電端子２９とを接触させて電気的接続を行う場合を例にとって説明したが、この電気的接続については、図５に示すように、無接触構造を採用することもできる。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３４】
図５において、４０は無接触式充電装置であり、これは給電側一次コイル巻線（給電側コイル）４２と、受電側二次コイル巻線（受電側コイル）４１とを所定隙間をあけて対向配置することにより、両コイル４１，４２の磁気的結合により電力を給電側コイル４２から受電側コイル４１に無接触で供給するようになっている。
【００３５】
そして上記受電側コイル４１はシートチューブ２ａに配設されるとともに交流直流変換器４３を介してバッテリ１７に接続されている。上記給電側コイル４２は充電アーム２４の把持部２８に配設されるとともに充電制御回路４４を介して電源に接続されている。
【００３６】
上記無接触式充電装置４０では、車体フレーム側の受電側コイル４１と、充電器側の給電側コイル４２との磁気的結合により非接触状態で電力を供給し、充電するようにしたので、端子同士を接触させる場合に生じ易い錆びや汚れによる充電不良を回避できる。
【００３７】
なお、上記各実施例では電動自転車の例を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、走行中に完全自己充電をすることのできない電動車両であればいずれにも適用できる。また上記各実施例ではシートチューブ２ｃを把持したが、把持部位はこれに限定されるものでなく、車体の他の一部、例えばハンドルポストを把持し、該ハンドルポストを介して充電しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、電動車両の駐車場所に充電器本体を設置し、該充電器本体の充電アームに車体を把持する把持部を形成し、該把持部に車体側の受電部材に電力を供給する給電部材を設けたので、バッテリを搭載したまま車体を充電アームで把持するだけで電気的接続と機械的固定の両方を同時に行うことができ、邪魔になる延長コードを要することなく、また手間のかかる面倒なバッテリ着脱作業を要することなくバッテリの充電を実現できる効果があり、また充電中に車体の転倒による損傷を防止できる効果もある。
【００３９】
請求項２の発明では、車体を把持したとき、充電器側の給電端子と車体側の受電端子とが機械的に接触して電気的に接続するようにしたので、操作簡単な操作で電気的接続と機械的固定の両方を同時に行うことができる効果がある。
【００４０】
請求項３の発明では、車体側の受電側二次コイル巻線と、充電器側の給電側一次コイル巻線とを隙間をあけて対向させることにより、両者の磁気的結合により電力を非接触で供給するようにしたので、接触による電気的接続の場合に生じ易い錆びや汚れによる接続不良を防止できる効果がある。
【００４１】
請求項４の発明では、充電アームを、略水平をなす充電位置と、略垂直の収納位置とで回動可能としたので、非使用時には充電アームを垂直に回動させることにより、充電アームが邪魔になるのを回避できる効果がある。
【００４２】
請求項５の発明は、ロック機構の施錠操作をしたときに充電が開始するようにしたので、盗難やいたずらの防止を図ると同時に充電の操作忘れを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電動自転車の充電装置を説明するための概略構成図である。
【図２】上記実施例の充電器の斜視図である。
【図３】上記実施例装置の使用状態を示す斜視図である。
【図４】上記実施例の電動自転車を示す側面図である。
【図５】上記実施例の装置の変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１                  電動自転車（電動車両）
２ｃ                シートチューブ（車体）
１６                電動モータ
１７                バッテリ
２０，４０          充電装置
２１，４１          受電部材
２２                充電器
２３                充電器本体
２４                充電アーム
２８                把持部
２９，４２          給電部材
３０                ロック機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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