(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両のバッテリが装填される装填部と、前記装填部に装填されている前記バッテリを充電する充電回路とを有したバッテリ供給装置であって、
前記装填部に装填された前記バッテリを施錠するロック機構を備え、
前記ロック機構は、
前記装填部のバッテリ挿入口側に形成され、前記バッテリの挿入方向に傾斜する傾斜面と、前記装填部の前記バッテリ挿入口と反対側に形成される係合面とを有し、前記バッテリを挿入する際、前記傾斜面に前記バッテリに形成された突出部の傾斜面が摺接する一方、前記バッテリを抜き取る際、前記係合面に前記バッテリの突出部の係合面が係合する爪部材と、
前記爪部材が挿入される開口部を有し、前記爪部材を前記バッテリの前記突出部に対して進退自在な状態で前記開口部内に保持するとともに、前記爪部材を前記バッテリの抜き取り方向に回動可能に保持するホルダと、
前記爪部材を前記バッテリの前記突出部側に突出させる弾性部材と、
前記弾性部材の一端部に連結され、前記弾性部材の伸縮にともない、前記爪部材の進退方向に変位可能な状態で前記爪部材および前記ホルダを支持する第１ブラケットと、
ソレノイドに連結するストッパが前記ソレノイドの作動で進退し、前記ホルダに係合することで前記ホルダを固定し、または、前記ホルダから離間することで前記ホルダを回動可能とする係止手段と、
前記ホルダを回動可能に支持するとともに、前記弾性部材の他端部を保持する第２ブラケットと、
を備え、前記係止手段により前記ホルダを固定した状態で前記バッテリを前記装填部に挿入する際、前記バッテリの前記突出部の前記傾斜面が前記爪部材の前記傾斜面を押圧することで、前記爪部材が前記弾性部材の弾性力に抗して前記ホルダの前記開口部内に退動し、前記突出部が前記爪部材を通過した後、前記爪部材が前記弾性部材の弾性力により原位置に復帰することで前記ロック機構が施錠され、
前記係止手段により前記ホルダを回動可能とした状態で前記バッテリを前記装填部から抜き取る際、前記バッテリの前記突出部の前記係合面が前記爪部材の前記係合面を押圧することで、前記爪部材を保持する前記ホルダが前記バッテリの抜き取り方向に回動して前記ロック機構が開錠されることを特徴とするバッテリ供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両のバッテリが装填される装填部と、前記装填部に装填されている前記バッテリを充電する充電回路とを有したバッテリ供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電動自動車や電動二輪車等の電動車両には、バッテリが搭載されており、その電源による駆動力を推進力あるいは補助推進力としている。このバッテリは、当然ながら予め充電しておく必要がある。
【０００３】
ところで、このようなバッテリは、比較的高価であり、また、充電にかなりの時間を要しているのが現状である。従って、既に充電状態にあるバッテリを任意に供給できる装置が望まれている。また、盗難を防止するため、特定の利用者のみに対してバッテリを供給できる構成であることが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した事情を考慮してなされたものであり、電動車両に装填されるバッテリを充電し、特定の利用者に対してのみ供給することのできる盗難防止機構を備えたバッテリ供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のバッテリ供給装置は、電動車両のバッテリが装填される装填部と、前記装填部に装填されている前記バッテリを充電する充電回路とを有したバッテリ供給装置であって、
前記装填部に装填された前記バッテリを施錠するロック機構を備え、
前記ロック機構は、
前記装填部のバッテリ挿入口側に形成され、前記バッテリの挿入方向に傾斜する傾斜面と、前記装填部の前記バッテリ挿入口と反対側に形成される係合面とを有し、前記バッテリを挿入する際、前記傾斜面に前記バッテリに形成された突出部の傾斜面が摺接する一方、前記バッテリを抜き取る際、前記係合面に前記バッテリの突出部の係合面が係合する爪部材と、
前記爪部材が挿入される開口部を有し、前記爪部材を前記バッテリの前記突出部に対して進退自在な状態で前記開口部内に保持するとともに、前記爪部材を前記バッテリの抜き取り方向に回動可能に保持するホルダと、
前記爪部材を前記バッテリの前記突出部側に突出させる弾性部材と、
前記弾性部材の一端部に連結され、前記弾性部材の伸縮にともない、前記爪部材の進退方向に変位可能な状態で前記爪部材および前記ホルダを支持する第１ブラケットと、
ソレノイドに連結するストッパが前記ソレノイドの作動で進退し、前記ホルダに係合することで前記ホルダを固定し、または、前記ホルダから離間することで前記ホルダを回動可能とする係止手段と、
前記ホルダを回動可能に支持するとともに、前記弾性部材の他端部を保持する第２ブラケットと、
を備え、前記係止手段により前記ホルダを固定した状態で前記バッテリを前記装填部に挿入する際、前記バッテリの前記突出部の前記傾斜面が前記爪部材の前記傾斜面を押圧することで、前記爪部材が前記弾性部材の弾性力に抗して前記ホルダの前記開口部内に退動し、前記突出部が前記爪部材を通過した後、前記爪部材が前記弾性部材の弾性力により原位置に復帰することで前記ロック機構が施錠され、
前記係止手段により前記ホルダを回動可能とした状態で前記バッテリを前記装填部から抜き取る際、前記バッテリの前記突出部の前記係合面が前記爪部材の前記係合面を押圧することで、前記爪部材を保持する前記ホルダが前記バッテリの抜き取り方向に回動して前記ロック機構が開錠されることを特徴とする。
【０００６】
この場合、バッテリを装填部に挿入する際、爪部材が前記バッテリによって弾性部材の弾性力に抗して退動し、挿入が完了した時点において再び突出して前記バッテリに係合する。その後、充電回路によって充電処理が開始される。一方、充電が完了して利用に共されるバッテリを抜き取る際、係止部材がホルダから退動し、前記爪部材が進退自在な状態となる。従って、前記バッテリを抜き取ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態であるバッテリ供給装置が適用される電動車両のレンタルシステムを示す。
【０００８】
この電動車両のレンタルシステムは、複数台の電動車両がレンタル可能な状態で駐輪されている駐輪場１０と、前記駐輪場１０の状況および利用者を管理する中央制御室１２とを備える。
【０００９】
ここで、図２は、このレンタルシステムでレンタルされる電動車両の一例である電動二輪車１４を示す。この電動二輪車１４は、ペダル１５による駆動力を補助する補助駆動部１６と、前記補助駆動部１６に対して電力を供給するバッテリ１８とを備える。バッテリ１８は、ハンドル１９の前部に装着されたバッテリケース２０に着脱自在に収納される。バッテリケース２０は、収納されたバッテリ１８の盗難を防止するため、ロック機構２２を備えた蓋２４を有する。また、サドル２５の下のメインフレーム２６には、駐輪場１０に装備された後述するサークル錠が施錠されるコ字状係合部２８が設けられる。さらに、後輪３０には、電動二輪車１４の任意の駐輪個所での盗難を防止するためのサークル錠３２が設けられる。なお、バッテリ１８のロック機構２２、駐輪場１０に装備された後述するサークル錠および後輪３０のサークル錠３２は、同一のキーで解錠可能となっている。
【００１０】
駐輪場１０は、図１および図３に示すように、当該駐輪場１０における電動二輪車１４の貸出処理の全体を制御する貸出制御装置３４と、非接触式ＩＣカード等の利用者証により利用者を識別する利用者識別装置３６と、選択可能な電動二輪車１４に係る選択情報を表示し、且つ、選択するタッチパネル付表示装置３８と、駐輪場１０に駐輪されている電動二輪車１４の複数のキーを保持し、所望の電動二輪車１４に係るキーを選択可能なキー供給装置４０と、複数のバッテリ１８を保持するバッテリ供給装置４２と、バッテリ内蔵タイプの電動二輪車に対する充電を制御する充電制御装置４３と、複数台の電動二輪車１４を施錠状態で駐輪させる駐輪装置４４と、ユーザ電話４６からの問い合わせに応じ、当該駐輪場１０における電動二輪車１４の在庫状態の応答を行う在庫応答装置４８と、ＣＣＤカメラ等からなり、駐輪場１０の状況を監視する駐輪場監視装置５０と、非常電話５２とを備える。
【００１１】
中央制御室１２は、図１に示すように、利用者の登録機能、精算機能および駐輪場１０の管理機能を備える利用者管理装置５４と、非接触式ＩＣカード等からなる利用者証を発行する利用者証発行装置５６と、駐輪場１０に設置された非常電話５２からの問い合わせに対して応答する非常電話応答装置５８とを有する。なお、利用者管理装置５４と駐輪場１０の貸出制御装置３４とは、モデム６０を介して情報の授受を行う。
【００１２】
次に、駐輪場１０に配置されたバッテリ供給装置４２および駐輪装置４４の具体的構成について説明する。
【００１３】
図４は、電動二輪車１４またはバッテリ供給装置４２に装填されるバッテリ１８を示す。このバッテリ１８は、上部に取手９０を有した箱形状に構成されており、前記取手９０に対向する底部に図示しない電極が配設される。また、側部には、取手９０側の一方の面が当該側部に対して直交する平面状の係合面９２となり、取手９０より離間した他方の面が前記係合面９２側に傾斜した傾斜面９４となる２つの突出部９６が形成されている。
【００１４】
バッテリ供給装置４２には、図５に示すように、本体部９８に前記のように構成されるバッテリ１８が装填される複数の装填部１００が設けられる（図３参照）。この装填部１００には、その底部に充電回路１０２に接続される電極１０４が配設されるとともに、バッテリ１８が装填されていることを検知するマイクロスイッチ等のセンサ１０６が配設される。また、装填部１００の内側部には、バッテリ１８の側部に設けられた突出部９６の１つに係合することで当該バッテリ１８の抜き取りを阻止するロック機構１０８が配設される。さらに、装填部１００の開口部には、当該バッテリ１８のロック状態を示すＬＥＤ等の発光素子１１０と、当該バッテリ１８の充電状態を示すＬＥＤ等の発光素子１１２とが配設される。これらの充電回路１０２、センサ１０６、ロック機構１０８、発光素子１１０、１１２は、貸出制御装置３４に接続される。なお、貸出制御装置３４は、充電回路１０２からの信号に基づきバッテリ１８の充電状態を検知する。
【００１５】
ここで、バッテリ供給装置４２に設けられるロック機構１０８は、図６〜図９に示すように構成される。すなわち、ロック機構１０８は、バッテリ１８の側部に設けられた突出部９６の１つに係合する爪部材１１４と、爪部材１１４を保持するホルダ１１６と、ホルダ１１６を支持するブラケット１１８、１２０と、ホルダ１１６の動作を制御するための係止手段としてのソレノイド１２２とを有する。
【００１６】
爪部材１１４は、装填部１００に対するバッテリ１８の装填時において突出部９６の傾斜面９４（図４参照）が摺接する傾斜面１２４と、前記突出部９６の係合面９２に係合する係合面１２６とを有し、ホルダ１１６の開口部１２８に摺動自在に挿入される（図９参照）。ホルダ１１６は、その側方に突出する係止部１３０を有し、爪部材１１４が装着される面と反対の面が円弧状曲面に形成される。この円弧状曲面には、略コ字状となるブラケット１１８が当接する。また、ホルダ１１６の前記係止部１３０から離間する側面側には、ホルダ１１６を図８の矢印θ方向に回動可能に支持する略Ｌ字状となるブラケット１２０の一端部が係合する。そして、前記ブラケット１２０の他端部側の面と前記ブラケット１１８との間には、爪部材１１４を図７の状態に維持するための弾性部材としてのスプリング１３２が配設される。一方、ロック機構１０８を構成するソレノイド１２２の係止部材としてのロッド１３４には、スプリング１３６を介してストッパ１３８が装着される。このストッパ１３８は、ホルダ１１６を図７および図９の状態に維持すべく、ロッド１３４が図６の矢印Ｙ１方向に突出した状態において前記ホルダ１１６の係止部１３０に係合する。
【００１７】
駐輪場１０には、複数台の電動二輪車１４を駐輪させる複数の駐輪装置４４が設けられる。この駐輪装置４４は、図３に示すように、電動二輪車１４の側方向の位置決めを行うガイドレール１４０と、前輪の位置決めを行う位置決め機構１４２と、電動二輪車１４を施錠するロック機構１４４と、当該駐輪装置４４に駐輪されたバッテリ内蔵タイプの図示しない電動二輪車を充電するためのコンセント１４５とを備える。なお、バッテリ内蔵タイプの電動二輪車がコンセント１４５に接続されているか否かおよびその充電状態は、貸出制御装置３４の管理下において、充電制御装置４３により制御される。
【００１８】
ロック機構１４４は、ガイドレール１４０間に立設された支柱１６０と、支柱１６０の上端部に配設される旋回軸部１６２と、旋回軸部１６２に一端部が固定される旋回アーム１６４と、旋回アーム１６４の他端部に装着されるサークル錠１６６とから構成される。なお、サークル錠１６６は、電動二輪車１４のメインフレーム２６のコ字状係合部２８に係合することで、当該電動二輪車１４の盗難を防止するとともに、駐輪中における転倒を防止するものである。なお、このサークル錠１６６は、メインフレーム２６が細いパイプ状である場合、直接メインフレーム２６に係合させるようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態の電動車両のレンタルシステムは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、このレンタルシステムを利用した電動二輪車１４およびバッテリ１８の貸出および返却処理について説明する。
【００２０】
レンタルシステムの利用に先立ち、先ず、利用者管理装置５４の制御の下、中央制御室１２の利用者証発行装置５６を用いて、契約利用者の住所、氏名、貸出車両の種類（範囲）、利用料金の精算のための銀行口座番号、カードＩＤ番号、利用者ＩＤ番号、暗証番号、有効期間等の情報を登録し、非接触型ＩＣカード等の利用者証を発行する。
【００２１】
次に、利用者証を所有する利用者は、例えば、ユーザ電話４６によって駐輪場１０の在庫応答装置４８を呼び出す。この場合、駐輪場１０の駐輪装置４４は、図示しない車両センサが検出した電動二輪車１４の有無データに係る信号を貸出制御装置３４に常時供給しており、前記貸出制御装置３４は、この有無データを、例えば、電動二輪車１４の種類および在庫台数を示す音声情報に変換し、在庫応答装置４８にリアルタイムで提供する。そこで、利用者は、前記在庫応答装置４８からの音声応答に従って所望の電動二輪車１４の有無を判断することができる。
【００２２】
在庫が確認されると、次に利用者は、駐輪場１０において、所望の電動二輪車１４を借り出す。この場合、先ず、利用者は、駐輪場１０に備えられた利用者識別装置３６に対して非接触型ＩＣカード等の利用者証を近づける。貸出制御装置３４は、利用者識別装置３６を介してカードＩＤ番号、利用者ＩＤ番号等の利用者データを読み込み、当該利用者が正規利用者であるか否かを確認する。
【００２３】
正規利用者であることが確認された後、利用者は、タッチパネル付表示装置３８に表示された電動二輪車１４より所望の電動二輪車１４を選択する。貸出制御装置３４は、利用者が選択した電動二輪車１４が使用可能であるか否かを確認し、使用可能であれば、その電動二輪車１４のキーを保持するキーボックス６４に対して解錠信号を出力する。
【００２４】
利用者は、前記解錠信号に従って解錠されたキーボックス６４からキーを抜き取る。なお、キーが抜き取られたことは、貸出制御装置３４によって検知され、当該キーに対応した電動二輪車１４の貸出が開始されたことが確認される。
【００２５】
次に、タッチパネル付表示装置３８は、貸出制御装置３４から供給されるバッテリ選択可否データに基づき、貸し出し可能なバッテリ１８を表示する。ここで、バッテリ選択可否データとは、例えば、バッテリ供給装置４２の各装填部１００におけるバッテリ１８の有無データ、充電状態に基づく使用可否データによって作成される選択可能なバッテリ１８に係るデータを表す。なお、バッテリ１８の有無は、図５に示すセンサ１０６によって確認され、充電状態は、充電回路１０２からの信号に基づいて貸出制御装置３４によって確認され、発光素子１１２が点灯される。
【００２６】
利用者は、タッチパネル付表示装置３８に表示されたバッテリ１８から所望のバッテリを選択する。この場合、貸出制御装置３４は、選択されたバッテリ１８が使用可能であれば、バッテリ供給装置４２の該当する装填部１００のロック機構１０８を解除するとともに、発光素子１１０を点灯する。
【００２７】
すなわち、図５〜図７に示すように、装填部１００に装填されたバッテリ１８は、その側部に配設された突出部９６の係合面９２がロック機構１０８を構成する爪部材１１４の係合面１２６に係合することで施錠されている。なお、バッテリ１８は、この状態において、底部の図示しない電極が充電回路１０２の電極１０４に接触しており、充電処理が継続されている。そして、充電状態は、発光素子１１２によって外部から検出可能になっている。
【００２８】
そこで、貸出制御装置３４からロック解除信号が所定の装填部１００に供給されると、図６に示すように、ソレノイド１２２が作動し、ロッド１３４が矢印Ｙ２方向に退動してホルダ１１６の係止部１３０よりストッパ１３８が外れることになる。この状態において、作業者がバッテリ１８を装填部１００より図８の矢印Ｚ２方向に抜き取る際、バッテリ１８の突出部９６によってロック機構１０８の爪部材１１４を介して、ホルダ１１６がブラケット１２０の一端部を支点として図８の矢印θ方向に示すように傾斜する。従って、前記突出部９６が爪部材１１４を乗り越え、バッテリ１８が抜き取られることになる。
【００２９】
バッテリ１８が抜き取られると、装填部１００の底部に配設されたセンサ１０６がバッテリ１８の無いことを検知し、その検知信号を貸出制御装置３４に転送する。一方、ホルダ１１４は、スプリング１３２の弾性力によって図７の状態に復帰する。次いで、ロック機構１０８のソレノイド１２２が作動し、ロッド１３４を介してストッパ１３８がホルダ１１６の係止部１３０に係合し、当該ロック機構１０８が再び施錠状態となり、且つ、発光素子１１０が消灯される。
【００３０】
なお、貸出制御装置３４は、貸し出した電動二輪車１４の車両番号、貸出時刻、貸出中であることを示すデータ等をモデム６０を介して利用者管理装置５４に転送する。
【００３１】
以上のようにして貸し出し処理が完了した後、利用者は、キー供給装置４０より取り出したキーを用いて、駐輪装置４４の該当する電動二輪車１４を解錠する。この場合、電動二輪車１４は、図３に示すように、電動二輪車１４間に配置されたロック機構１４４を構成する旋回アーム１６４の先端部に設けられたサークル錠１６６により駐輪装置４４に施錠されている。そこで、前記サークル錠１６６をキーを用いて解錠し、メインフレーム２６のコ字状係合部２８から取り外す。サークル錠１６６が解錠された旋回アーム１６４は、支柱１６０を中心として旋回し、電動二輪車１４より離間する。前記のようにして解錠した後、当該電動二輪車１４を駐輪装置４４から取り出す。
【００３２】
利用者は、次に、取り出した電動二輪車１４のバッテリケース２０に対して、バッテリ供給装置４２から取り出したバッテリ１８を装填し、蓋２４を閉めた後、ロック機構２２を前記サークル錠１６６を解錠したキーによって施錠する。利用者は、このようにしてバッテリ１８が装填された電動二輪車１４に乗り、所望の場所まで移動することになる。
【００３３】
次に、使用した電動二輪車１４を返却する場合の処理について説明する。利用者は、駐輪場１０において、電動二輪車１４を借り出す場合と同様に、先ず、利用者識別装置３６に利用者証を近づける。貸出制御装置３４は、利用者識別装置３６を介して利用者データを読み込み、この利用者データから抽出された利用者ＩＤ番号を登録されている利用者ＩＤ番号と比較照合することで、当該利用者が正規利用者であるか否かが確認される。
【００３４】
そこで、利用者は、駐輪装置４４の所定の位置に電動二輪車１４を返却し、ロック機構１４４を用いて施錠を行う。電動二輪車１４が所定の駐輪装置４４に返却されると、位置決め機構１４２に設けられた図示しない車両センサが返却状態を検知し、返却検知信号を貸出制御装置３４に送信する。従って、貸出制御装置３４は、所定の電動二輪車１４が返却されたものと判断する。
【００３５】
同様に、利用者は、バッテリケース２０からバッテリ１８を取り出し、バッテリ供給装置４２の装填部１００に装填する。ここで、バッテリ１８が図９の矢印Ｚ１方向に挿入されると、その突出部９６の傾斜面９４がロック機構１０８の爪部材１１４の傾斜面１２４を押圧することになる。この場合、図９に示すように、前記爪部材１１４がホルダ１１６に対して矢印Ｘ方向に変位し、ブラケット１１８を介してスプリング１３２を圧縮する。そして、バッテリ１８の装填が完了した時点において、爪部材１１４がスプリング１３２の弾性力によって図７の状態まで復帰し、バッテリ１８が施錠状態となる。なお、バッテリ１８が返却されたことは、貸出制御装置３４によって検知される。
【００３６】
電動二輪車１４およびバッテリ１８の返却が完了した後、利用者は、キーを返却する。キーの返却状態も同様にして貸出制御装置３４により検知される。
【００３７】
なお、貸出制御装置３４は、利用者データに対して、返却された電動二輪車１４の車両番号、貸出中であることを示すフラグのクリア処理を行うとともに、貸出終了時刻を書き込み、モデム６０を介して利用者管理装置５４に転送する。
【００３８】
以上のようにして、電動二輪車１４の返却処理が完了する。なお、電動二輪車１４の貸出を行った利用者の利用状況は、前記利用者データに基づいて利用者管理装置５４で管理されており、例えば、単位期間毎に契約利用者の利用状況を集計し、タッチパネル付表示装置３８を介して課金情報が表示されるとともに、利用明細の発行、課金等の処理が行われる。
【００３９】
なお、上述した実施形態において、バッテリ１８は同一形態となっているため、バッテリ供給装置４２に設けられた複数の装填部１００の中、空いている任意の装填部１００に対して返却することができるが、このバッテリ１８に複数の種類がある場合、その種類に応じて返却すべき装填部１００を指示するように構成することも可能である。この場合、返却可能な装填部１００以外を施錠状態とすれば、間違って種類の異なるバッテリ１８を対応しない装填部１００に装填してしまう不具合を回避することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るバッテリ供給装置によれば、バッテリを装填部に挿入する際、爪部材が前記バッテリによって弾性部材の弾性力に抗して退動し、挿入が完了した時点において再び突出して前記バッテリに係合する。従って、挿入動作によって自動的に施錠状態が実現される。また、充電が完了してバッテリを抜き取る際、係止部材をホルダから退動させることにより、前記爪部材がバッテリによって退動し、前記バッテリを抜き取ることができる。このように、極めて簡易な構成によってバッテリの施錠状態および解錠状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動車両のレンタルシステムの構成ブロック図である。
【図２】電動二輪車の説明図である。
【図３】駐輪場の構成図である。
【図４】バッテリの構成図である。
【図５】バッテリ供給装置の断面構成図である。
【図６】バッテリ供給装置におけるロック機構の構成図である。
【図７】バッテリ供給装置におけるロック機構の施錠状態を示す断面説明図である。
【図８】バッテリ供給装置におけるロック機構の解錠状態を示す断面説明図である。
【図９】バッテリ供給装置に対してバッテリを挿入するときの状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１０…駐輪場                      １２…中央制御室
１４…電動二輪車                  １８…バッテリ
３８…タッチパネル付表示装置      ４０…キー供給装置
４２…バッテリ供給装置            ４４…駐輪装置
４８…在庫応答装置                ５０…駐輪場監視装置
５４…利用者管理装置              ５６…利用者証発行装置
５８…非常電話応答装置            ６０…モデム
６４…キーボックス                １０８、１４４…ロック機構
１４２…位置決め機構
【図１】
0004132127.tif 000002
【図２】
0004132127.tif 000003
【図３】
0004132127.tif 000004
【図４】
0004132127.tif 000005
【図５】
0004132127.tif 000006
【図６】
0004132127.tif 000007
【図７】
0004132127.tif 000008
【図８】
0004132127.tif 000009
【図９】
0004132127.tif 000010