(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に入力される踏力を合力軸に伝達する人力駆動系と、電動モータによる補助動力を前記合力軸に伝達する補助動力系を併設し、前記電動モータに電力を供給するバッテリパックを車体に着脱可能に備えると共に、前記バッテリパックの充放電を制御する制御ユニットを備え、前記バッテリパックはバッテリケースに複数のセルを電気的に一体化したバッテリを内蔵して構成され、前記車体に装着した状態で前記バッテリを車体側プラグに電気的に接続可能な放電コネクタと、前記車体から取り外した充電状態で前記バッテリを充電器側と接続可能な充電コネクタとを有する電動補助自転車のバッテリ装置において、
前記制御ユニットを、前記バッテリケース内であって前記バッテリの上側に設け、
前記バッテリの下部に、前記バッテリの端子を設け、
前記放電コネクタを、前記バッテリケース内であって前記バッテリの下側に対向し近接した位置に配置し、
前記放電コネクタの端子と、前記バッテリの端子とを電力線を介して接続し、
前記電力線から電流を検出する電流検出手段を、前記放電コネクタに設け、
前記電流検出手段からの電流検出情報を、信号線を介して前記制御ユニットに送ることを特徴とする電動補助自転車のバッテリ装置。
【請求項２】
前記充電コネクタの端子は、電力線を介して前記放電コネクタの端子に接続し、
前記放電コネクタの端子と前記バッテリの端子とを接続する電力線を介して前記バッテリに充電可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車のバッテリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バッテリパックを搭載し電動モータに電力を供給して、乗員の踏力と、この踏力に応じた補助動力との合成力によって走行する電動補助自転車のバッテリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員による踏力を電動モータによる補助動力によって補う電動補助自転車が提案され、既に実用に供されているが、電動モータに電力を供給する電源としてバッテリパックを車体に着脱可能に備えるものがある。
【０００３】
このバッテリパックは、バッテリケースに複数のセルを電気的に一体化したバッテリを内蔵して構成され、充電時には車体から取り外して充電コネクタに商用電源を接続してバッテリに充電し、走行時には車体に装着することで放電コネクタが車体側プラグに電気的に接続し、バッテリから電動モータに電力を供給する。また、バッテリパックには制御ユニットが備えられ、充電電流や放電電流に基づき充電や放電の制御を行ったり、バッテリ残量を表示して知らせるようにしているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、充電電流や放電電流を検出する電流検出手段が、制御ユニットに備えられるため、制御ユニットの配置場所によっては電力線が長くなる。また、制御ユニットに電力線が接続されて大電流が流れるためノイズが生じたり、回路パターンが熱を持つ等の問題がある。
【０００５】
このため、制御ユニットの他に、例えば電流検出手段を取り付けるための専用の取付基板を設けると、その分部品点数が増加し、配置スペースの確保が困難で、取付基板の支持構造も複雑になる。
【０００６】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、電力線の短縮が可能で、かつ回路構成をコンパクトにでき、しかもノイズから保穫でき、さらに電流検出手段の専用の取付部も不要である電動補助自転車のバッテリ装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するため、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１記載の発明は、『クランク軸に入力される踏力を合力軸に伝達する人力駆動系と、電動モータによる補助動力を前記合力軸に伝達する補助動力系を併設し、前記電動モータに電力を供給するバッテリパックを車体に着脱可能に備えると共に、前記バッテリパックの充放電を制御する制御ユニットを備え、前記バッテリパックはバッテリケースに複数のセルを電気的に一体化したバッテリを内蔵して構成され、前記車体に装着した状態で前記バッテリを車体側プラグに電気的に接続可能な放電コネクタと、前記車体から取り外した充電状態で前記バッテリを充電器側と接続可能な充電コネクタとを有する電動補助自転車のバッテリ装置において、
前記制御ユニットを、前記バッテリケース内であって前記バッテリの上側に設け、
前記バッテリの下部に、前記バッテリの端子を設け、
前記放電コネクタを、前記バッテリケース内であって前記バッテリの下側に対向し近接した位置に配置し、
前記放電コネクタの端子と、前記バッテリの端子とを電力線を介して接続し、
前記電力線から電流を検出する電流検出手段を、前記放電コネクタに設け、
前記電流検出手段からの電流検出情報を、信号線を介して前記制御ユニットに送ることを特徴とする電動補助自転車のバッテリ装置。』である。
【０００９】
この請求項１記載の発明によれば、制御ユニットを、バッテリケース内であってバッテリの上側に設け、バッテリの下部に、バッテリの端子を設け、放電コネクタを、バッテリケース内であってバッテリの下側に対向し近接した位置に配置し、バッテリと放電コネクタとを接続する電力線から電流を検出する電流検出手段が放電コネクタに設けられているため、電力線はバッテリと放電コネクタとを接続する長さでよく電力線の短縮が可能である。さらに、電流検出手段は放電コネクタに設けられているため、電流検出手段の専用の取付部が不要である。また、電流検出手段からの電流検出情報を、信号線を介して制御ユニットに送ることで、制御ユニットには大電流が流れないようにすることができてノイズが生じたり、回路パターンが熱を持つ等の問題が解消され、回路構成をコンパクトにできる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、『前記充電コネクタの端子は、電力線を介して前記放電コネクタの端子に接続し、前記放電コネクタの端子と前記バッテリの端子とを接続する電力線を介して前記バッテリに充電可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車のバッテリ装置。』である。
【００１１】
この請求項２記載の発明によれば、電流検出手段により充電時に充電電流を検出し、放電時には放電電流を検出することができ、しかも充電電流と放電電流の検出を共通の電流検出手段により行うことで、部品点数が削減でき、かつ回路構成も簡単になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の電動補助自転車のバッテリ装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は電動補助自転車の側面図、図２はバッテリ装置のバッテリパックをセットした状態を示す図、図３はバッテリ装置のバッテリパックを外した状態を示す図、図４は電動補助自転車のバッテリ装置の構成を示す図である。
【００１５】
先ず、図１に基づいて電動補助自転車１の概略構成を説明する。電動補助自転車１は、車体フレーム２を有し、この車体フレーム２を構成するメインパイプ３の車体前方に位置するヘッドパイプ４内には、ハンドルステム５が回動自在に挿通されている。ハンドルステム５の上端部にはハンドル６が設けられ、ハンドルステム５の下端部にはフロントフォーク７が設けられている。フロントフォーク７の下端には前輪８が回転自在に軸支されている。
【００１６】
ヘッドパイプ４からはメインパイプ３が車体後方に向かって斜め下方に延出しており、さらに下方で屈曲して後方へ延びている。このメインパイプ３の後端からは、シートチューブ９が車体後方に向かって斜め上方に立設されている。シートチューブ９の上端部にはシートポスト１０を介してサドル１１が支持され、高さ調整ハンドル６０の操作で高さ調整可能である。
【００１７】
車体の略中央下部であって、メインパイプ３とシートチューブ９との連結部分には、パワーユニット２０がエンジンブラケット１９を介して懸架されている。パワーユニット２０は、乗員の踏力による人力駆動系と電動モータ２１による補助動力系を併設して構成され、これにはクランク軸１２が回転自在に支承されており、クランク軸１２の左右両端にはクランク１３が取り付けられ、各クランク１３の端部にはペダル１４が軸支されている。
【００１８】
また、エンジンブラケット１９からは、左右一対のチェーンステー２５が車体後方に向かって延設されており、チェーンステー２５の後端部はシートチューブ９の上端から車体後方に向かって斜め下方に延出する左右一対のシートステー２２の下端に連結されている。チェーンステー２５とシートステー２２との連結部には後輪２３が回転自在に軸支されている。シートステー２２には、盗難防止のための後輪ロック装置２４が設けられ、後輪ロック装置２４により後輪２３の回転がロックされる。
【００１９】
パワーユニット２０の上方には、シートチューブ９と後輪２３との間に、電動モータ２１に電力を供給するバッテリパック３０が着脱可能に備えられている。バッテリパック３０はバッテリケース３１に複数のセル（単１電池）を電気的に一体化したバッテリ３２を内蔵して構成される。
【００２０】
エンジンブラケット１９には、バッテリ受け３４がボルト３５により設けられ、このバッテリ受け３４にはバッテリロック装置４３が設けられている。バッテリロック装置４３は、出没可能なロックピン５１を有し、バッテリパック３０の装着によりロックピン５１が押されて没し、バッテリパック３０がバッテリ受け３４に装着された状態では、ロックピン５１がバッテリ３２の係合凹部３２ｄに係合してロックされる。
【００２１】
バッテリ受け３４の底部には、車体側プラグ６３が固定されている。バッテリパック３０は、車体に装着した状態でバッテリ３２を車体側プラグ６３に電気的に接続可能な放電コネクタ７０と、車体から取り外した充電状態でバッテリ３２を充電器側と接続可能な充電コネクタ７１とを有する。
【００２２】
また、バッテリパック３０は、上ガイド４２と下ガイド３７に沿って着脱可能である。上ガイド４２はシートチューブ９に固定されている。下ガイド３７は、下部３７ａがバッテリ受け３４に固定され、上部３７ｂが係止具４０を介してリヤフェンダ２８に固定されている。
【００２３】
シートポスト１０の上部に固定されたブラケット１１２に対してサドル１１のブラケット１１３が支持ピン１１４を支点に回動可能になっている。シートポスト１０のブラケット１１２には、係止ピン１１５が固定されている。また、サドル１１のブラケット１１３には、ロックレバー１１６が支持ピン１１７を支点に回動可能に設けられている。このロックレバー１１６は、図２に示すように爪部１１６ａが係止ピン１１５と係合するようにスプリング１１８により付勢されている。ロックレバー１１６を手で回動して爪部１１６ａを係止ピン１１５から外すことで、図３に示すようにサドル１１を前側に倒すことができ、この状態でバッテリパック３０を車体に着脱することができる。
【００２４】
バッテリパック３０は、図４に示すように、バッテリパックの充放電を制御する制御ユニット８０をバッテリ３２の上側に備え、制御ユニット８０の制御基板８１には表示部８２が接続されている。表示部８２は例えばＬＥＤで構成され、充電時あるいは放電時のバッテリ残量を表示し、表示部８２はバッテリケース３１に露出して外部から見えるように設けられている。また、制御基板８１には、温度センサ８３が接続され、この温度センサ８３は例えばサーミスタで構成され、制御ユニット８０では、信号線９３を介して送られるバッテリ３２の温度情報に基づき充電あるいは放電の制御を行、例えばバッテリ３２の温度が高過ぎると放電を停止する。
【００２５】
バッテリ３２の下側に端子３２ａ，３２ｂが設けられ、バッテリ３２の下側に対向した近接した位置に放電コネクタ７０が配置されている。この放電コネクタ７０の端子７０ａ，７０ｂと、バッテリ３２の端子３２ａ，３２ｂとを電力線８４，８５を介して接続し、この電力線８４から電流を検出する電流検出手段８６を放電コネクタ７０に設けている。電力線８５にはヒーズ８７を設けている。バッテリパック３０を装着した状態で、放電コネクタ７０の端子７０ａ，７０ｂが、車体側プラグ６３の端子６３ａ，６３ｂと電気的に接続される。
【００２６】
充電コネクタ７１の端子７１ａ，７１ｂには、充電時に商用電源に接続した図示しない充電器の端子が接続される。充電コネクタ７１の端子７１ａは、電力線８８を介してバッテリ３２の端子３２ｂと接続され、充電コネクタ７１の端子７１ｂは、電力線８９を介して放電コネクタ７０の端子７０ａに接続され、バッテリ３２に充電可能に構成ている。電力線８９には、充電時の電流の逆流を防止するダイオードＤが接続されている。制御基板８１と充電コネクタ７１は、駆動電力供給線９４により接続され、また制御基板８１とバッテリ３２の端子３２ａ及び放電コネクタ７０とは、駆動電力供給線９０，９１により接続されている。
【００２７】
充電時には、駆動電力供給線９４及び駆動電力供給線９１により制御ユニット８０に駆動電力が供給され、放電時には駆動電力供給線９０及び駆動電力供給線９１により制御ユニット８０に駆動電力が供給される。
【００２８】
このように、バッテリ３２と放電コネクタ７０とを接続する電力線８４から電流を検出する電流検出手段８６が放電コネクタ７０に設けられているため、電力線８４，８５はバッテリ３２と放電コネクタ７０とを接続する長さでよく電力線８４，８５の短縮が可能である。さらに、電流検出手段８６は放電コネクタ７０に設けられているため、電流検出手段８６の専用の取付部が不要である。
【００２９】
また、電流検出手段８６により充電時に充電電流を検出し、放電時には放電電流を検出することができ、しかも充電電流と放電電流の検出を共通の電流検出手段８６により行うことで、部品点数が削減でき、かつ回路構成も簡単になる。
【００３０】
また、電流検出手段８６からの電流検出情報を、信号線９２を介して制御ユニット８０の制御基板８１に送り、制御ユニット８０には大電流が流れないためノイズが生じたり、回路パターンが熱を持つ等の問題が解消され、回路構成をコンパクトにできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、 請求項１記載の発明では、バッテリと放電コネクタとを接続する電力線から電流を検出する電流検出手段が放電コネクタに設けられているため、電力線はバッテリと放電コネクタとを接続する長さでよく電力線の短縮が可能である。さらに、電流検出手段は放電コネクタに設けられているため、電流検出手段の専用の取付部が不要である。また、制御ユニットには大電流が流れないようにすることができるためノイズが生じたり、回路パターンが熱を持つ等の問題が解消され、回路構成をコンパクトにできる。
【００３２】
請求項２記載の発明では、電流検出手段により充電時に充電電流を検出し、放電時には放電電流を検出することができ、しかも充電電流と放電電流の検出を共通の電流検出手段により行うことで、部品点数が削減でき、かつ回路構成も簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動補助自転車の側面図である。
【図２】バッテリ装置のバッテリパックをセットした状態を示す図である。
【図３】バッテリ装置のバッテリパックを外した状態を示す図である。
【図４】電動補助自転車のバッテリ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  電動補助自転車
１２  クランク軸
２１  電動モータ
３０  バッテリパック
３１  バッテリケース
３２  バッテリ
３２ａ，３２ｂ  バッテリ３２の端子
６３  車体側プラグ
７０  放電コネクタ
７０ａ，７０ｂ  放電コネクタ７０の端子
７１  充電コネクタ
８０  制御ユニット
８４，８５  電力線
８６  電流検出手段
【図１】
0003941020.tif 000002
【図２】
0003941020.tif 000003
【図３】
0003941020.tif 000004
【図４】
0003941020.tif 000005