(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の柱状バッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを、その長手方向が平行に揃うように隣接配列して収容する略直方体のバッテリケースと、
前記バッテリセルを直列に接続するための接続手段と、
直列に接続された前記バッテリセルの両端に接続され、前記バッテリケースから外部に露出して設けられた電極部端子とを具備し、
前記バッテリセルはバッテリ容量に応じてその長さが設定され、
前記バッテリケースは、収容される前記バッテリセルの長さに応じて該バッテリセルの長手方向に対応する寸法が設定されているとともに、
前記電極部端子はバッテリ容量にかかわらず、基準位置に対して一定の位置に設けたことを特徴とする充電式バッテリ。
【請求項２】
電動アシスト式二輪車に対して着脱自在であり、前記バッテリケースの長手方向を該電動アシスト式二輪車のシートポストに沿うように上下方向に略一致させて搭載される請求項１記載の充電式バッテリであって、
搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法が、前記シートポストおよび後輪間に該充電式バッテリを配置可能となるよう、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする充電式バッテリ。
【請求項３】
電動アシスト式二輪車のフロントバスケット後部に着脱自在に設けられ、前記バッテリケースの長手方向を上下方向に略一致させて搭載される請求項１記載の充電式バッテリであって、
搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法がバッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする充電式バッテリ。
【請求項４】
前記バッテリケースの長手方向寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の充電式バッテリ。
【請求項５】
パワーステーションで充電される充電式バッテリであって、
前記バッテリケースの横断面形状は、
一辺が、パワーステーションのバッテリ収納用略矩形開口の一辺に適合するようにバッテリの容量にかかわらず一定寸法に設定され、
他辺が、前記バッテリ収納用開口の他辺の長さ以下で、バッテリ容量に応じて設定されているとともに、
前記電極部端子は、バッテリ容量にかかわらずパワーステーションの前記開口底部に設けられたコネクタに適合する位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の充電式バッテリ。
【請求項６】
前記バッテリケースの長手方向寸法が、前記開口の深さに適合するように、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする請求項５記載の充電式バッテリ。
【請求項７】
バッテリ温度を感知する温度センサをさらに具備し、
前記温度センサの出力端子を前記バッテリケースの外面に設け、その設置位置はバッテリ容量にかかわらず一定であることを特徴とする請求項５記載の充電式バッテリ。
【請求項８】
前記バッテリケースに収容されるバッテリセルの直径および個数がバッテリ容量にかかわらず一定に統一されていることを特徴とする請求項４記載の充電式バッテリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、充電式バッテリに関し、特に、バッテリを収容するスペースの大型化を防止し、車両等への搭載スペースの削減や管理の簡素化を図るのに好適な充電式バッテリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動車両に搭載されて使用される充電可能なバッテリは、車両の走行距離等に適合させて大小様々な容量のものが要求されることがある。かかるバッテリは、一般に複数のバッテリセルをッテリケースに収容して成り、容量の違いに対しては、バッテリケースの外形寸法を変えず、バッテリセルの大きさを変えて対応していた。例えば、特開平１０−４５０７７号公報には、車両のメインフレームにバッテリを取付けた電動車両が開示されており、バッテリを収容するバッテリケースは外観状同一形状で形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記バッテリの場合、容量が小さくてすむ車両に対しても、大容量のバッテリセルに合せたバッテリケースを使用しなければならなかった。そのため、例えば、本来小容量ですむ車両に、大容量のバッテリケースに適合させた広い搭載スペースを設けなければならず、省スペース化が困難であった。
【０００４】
一方、車両の要求に合せてバッテリケースのサイズを複数種類設定すると、パワーステーション（バッテリ交換装置）を、容量の異なるバッテリ毎に設置しなければならないという問題点が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消し、バッテリサイズを被装着物の要求に適合させるとともに、パワーステーション等の設備を、バッテリ容量にかかわらず共通化することができる充電式バッテリを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の柱状バッテリセルと、前記複数のバッテリセルを、その長手方向が平行に揃うように隣接配列して収容する略直方体のバッテリケースと、前記バッテリセルを直列に接続するための接続手段と、直列に接続された前記バッテリセルの両端に接続され、前記バッテリケースに設けられた電極部端子とを具備し、前記バッテリセルはバッテリ容量に応じてその長さが設定され、前記バッテリケースは収容される前記バッテリセルの長さに応じて該バッテリセルの長手方向の対応寸法が設定されているとともに、前記電極部端子はバッテリ容量にかかわらず、基準位置に対して一定の位置に設けた点に第１の特徴がある。
【０００７】
第１の特徴によれば、バッテリ容量違いにはバッテリセルの長さで対応し、他の寸法は容量にかかわらず予定寸法に固定される。したがって、複数のバッテリセルを収容するバッテリケースは、少なくとも前記バッテリセルの長さ対応方向の寸法をバッテリ容量に応じて変化させればよい。したがって、その他の寸法は被搭載車両等に適合させられる。さらに、第１の特徴では、電極部端子の位置を、バッテリ容量にかかわらず固定としたので、当該バッテリの被搭載車両やパワーステーション等の接点構造を共通化させることができる。
【０００８】
また、本発明は、電動アシスト式二輪車に対して着脱自在であり、前記バッテリケースの長手方向を上下方向に略一致させて搭載される前記第１の特徴を有する充電式バッテリであって、搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されている点に第２の特徴があり、特に、シートポストおよび後輪間に該充電式バッテリが配置可能となるように前記一辺寸法を設定した点に第３の特徴がある。
【０００９】
第２の特徴によれば、被搭載車両等のバッテリ搭載スペースを、バッテリ容量が小さくなるのに伴って小さくできる。また、第３の特徴によればバッテリ容量の変化は二輪車の幅方向で対応でき、バッテリ容量が大きい場合でも、二輪車のシートポストおよび後輪間を大きく広げる必要はなく、ホイールベースに影響を与えない。
【００１０】
また、本発明は、バッテリケースの横断面形状を、一辺が、パワーステーションのバッテリ収納用略矩形開口の一辺に適合するようにバッテリの容量にかかわらず一定寸法に設定され、他辺が、前記バッテリ収納用開口の他辺の長さ以下で、バッテリ容量に応じて設定されているようにするとともに、電極部端子は、バッテリ容量にかかわらずパワーステーションの開口底部に設けられたコネクタに適合する位置に設定されている点に第４の特徴がある。
【００１１】
さらに、本発明は、バッテリ温度を感知する温度センサを具備し、該温度センサの出力端子を前記バッテリケースの外面に設け、その設置位置はバッテリ容量にかかわらず一定にした点に第５の特徴がある。また、本発明は、前記バッテリケースの長手方向寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されている点に第６の特徴がある。第４の特徴〜第６の特徴によれば、バッテリ容量にかかわらず、例えば、パワーステーションのバッテリ受入れ構造を共通化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の充電式バッテリを搭載した電動アシスト式自転車の外観を示す側面図である。図１において、電動アシスト式自転車７は、側面視で略Ｕ字状をなす車体フレーム３０を備え、該車体フレーム３０の前端にはヘッドパイプ３１が一体に設けられている。ヘッドパイプ３１に回転自在に支持されたハンドルポスト３２の下部には、フロントフォーク３３が一体に設けられ、このフロントフォーク３３の下端に前輪３４が軸支される。ハンドルポスト３２の上端にはハンドル３５が設けられる。
【００１３】
車体フレーム３０の下部には、電動アシスト用のモータ３６を有するパワーユニット３７が設けられている。該パワ−ユニット３７の後部上方を通って車体フレーム３０から後方に延びる左、右一対のリヤフォーク３８間に後輪３９が軸支され、リヤフォーク３８および車体フレーム３０の後部間には左、右一対のステー４０が設けられる。
【００１４】
さらに、車体フレーム３０の後部は、上端にサドルシート４１を備えるシートポスト４２を形成し、このシートポスト４２には、サドルシート４１が上下位置調整可能に装着されている。シートポスト４２と後輪カバー４３との間には、バッテリ５５が搭載される。バッテリ５５は略直方体のバッテリケースに収容された複数のバッテリセルを含み、該バッテリケースはパワーユニット３７上に長手方向が略上下方向となるようにシートポスト４２に沿って設置されている。バッテリ５５の構造、およびバッテリ５５とパワーユニット３７との結合に関しては後で詳述する。
【００１５】
パワーユニット３７のケーシング４４には両端にペダル４５を有するクランク軸４６が回転自在に支持され、このクランク軸４６には、前記モータ３６からのアシスト力をも作用させ得る駆動スプロケット４７が固定され、このスプロケット４７と、後輪３９の車軸に設けられた従動スプロケット４８とにチェーン４９が巻掛けられている。
【００１６】
ヘッドパイプ３１に設けられたブラケット５１の先端には側面視Ｌ字形のキャリヤフレーム５２が取付けられ、さらに、このキャリアフレーム５２にはフロントバスケット５３が取付けられる。前輪３４側面のフロントフォーク３３に取付けられたパーキングロック５６は、ロック時に前輪３４のスポーク５７に当接して前輪３４の回転を不能にする。
【００１７】
次に、前記バッテリ５５の構造を説明する。図２はバッテリ５５の側面図、図３はその一部切り欠き正面図、図４は上面図、図５は底面図、図６はバッテリケースの長手方向に直交する面での形状を示す横断面図である。バッテリ５５は略直方体のバッテリケース５４を有し、その内部には多数のバッテリセル（単位充電池）８４が収容されている。バッテリセル８４は、連結金具４００を使用して直列に連結されたうえに熱収縮チューブ４０１で覆われ、一つの組電池を構成している。直列に連結されたバッテリセル８４の一端はケーブル４０２に接続され、バッテリケース５４の内面に沿ってバッテリ５５の長手方向一端（図３では下端）に延長され、一方の電極部（放電端子）８３ａに接続されている。直列に連結されたバッテリセル８４の他端はケーブル４０３を介して他方の電極部（放電端子）８３ｂに接続されている。
【００１８】
電極部８３ａ，８３ｂは電動車両７の所定位置に装着されたときに、該車両側に設けられている後述のコネクタと接触し、導通するようになっている。ケーブル４０３の途中にはフューズ４０４が設けられている。バッテリの温度を検出するためのサーミスタ４０５がバッテリセル８４間の隙間に配置され、そのリード線４０６は温度検出用接点（出力端子）４０７に接続されている。
【００１９】
バッテリ５５の長手方向他端（図３では上端）には、コーナー部片側に寄せてハンドル８０が設けられている。ハンドル８０は軸８７を中心に回動自在に取付けられ、通常時はバッテリ５５へ押し当てられるようにコイルスプリング（図示せず）により付勢されている。バッテリ５５の長手方向の端面には残量計８１が設けられ、押しボタン８２を押すと残量を表示するようになっている。
【００２０】
バッテリ５５の側面上部には前記シートポスト４２に設けられた引掛け金具（後述する）に係合される凹部４０８が形成され、バッテリ５５の側面下部にはロック用凹部８６が形成されている。さらに、バッテリ５５の側面中央部にはバッテリ５５の識別用ＩＤ情報など固有の情報を記憶した情報チップ８５が設けられている。
【００２１】
容量の異なるバッテリ５５においても、バッテリセル８４の直径はＣセル（単二に相当）の直径に統一し、バッテリケース５４に収容されるバッテリセル８４の個数も一定にしている。すなわち、図３で示されたバッテリケース５４の面の寸法はバッテリ容量の違いによって影響されず一定である。そして、バッテリ容量の違いは、バッテリセル８４の長さで対応するようにしている。
【００２２】
図６は、容量が比較的小さいバッテリであり、これより容量が大きいバッテリの形状を図７，図８に示す。図６，図７，図８から理解されるように、バッテリ容量はバッテリセル８４の長さで対応しているので、それぞれのバッテリケース５４の高さつまりバッテリセル８４の長さ方向での対応寸法（Ｈ）は違っているが、バッテリケース５４の幅（Ｂ）はいずれの容量でも同じである。なお、バッテリセル８４とバッテリケース５４との間には緩衝部材４１０が配置されている。
【００２３】
また、電極部８３ａ，８３ｂは、バッテリケース５４の高さ（Ｈ）の中央にあって、かつ、基準面４０９から所定の（一定の）位置に設けられ、電極部８３ａ，８３ｂの間隔も一定に設定されている。このように、バッテリケース５４の幅（Ｂ）ならびに電極部８３ａ，８３ｂの形状や配置を一定にすることによって、電動車両７や、後述するパワーステーションのスロットつまりバッテリ５５の受入口の形状を共通化することができる。
【００２４】
続いて、バッテリ５５を車両７に搭載するための構造を説明する。図９はバッテリ５５とパワーユニット３７との結合部を示す要部断面図、図１０はバッテリ５５の上部と車両７との係合を示す要部断面図である。まず、図９において、車体フレーム３０にはブラケット４１１，４１２を介してパワーユニット３７のケーシング４４が固定されている。なお、パワーユット３７はカバーを取り外した状態を示す。
【００２５】
ケーシング４４の上部にはバッテリ５５の下端を保持するための受皿４１３が固定されていて、その下部には、コネクタ部４１４が設けられており、受皿４１３と共にケーシング４４に固定されている。コネクタ部４１４はコネクタ本体４１５ａ，４１５ｂ、ならびにこれらを収容する絶縁カバー４１６からなる。ケーシング４４は、コネクタ部４１４をケーシング内に案内するための開孔を備える。受皿４１３にバッテリ５５が受入れられたとき、前記電極部８３ａ，８３ｂがコネクタ本体４１５ａ，４１５ｂの先端（上端）にそれぞれ当接して電気的に結合されるように受皿４１３の内面形状は設定されている。
【００２６】
受皿４１３の、車両前方側の縁にはバッテリ５５が所定位置に装着されたときに前記ロック用凹部８６と係合してバッテリ５５をボックス４１３に対して脱着不能にするためのバッテリロック４１７が設けられている。該バッテリロック４１７は、揺動自在で、かつ、図示しないばねによって図中反時計方向に付勢されているアーム４１８と、該アーム４１８を図中時計方向に回動させるロック解除装置４１９とを有する。ロック解除装置４１９はキーを差し込んでアーム４１７を回動させるためのキー穴４２０を有している。
【００２７】
この構造により、バッテリ５５を受皿４１３内に差し込むと、バッテリケース５４の下端角部に倣ってアーム４１８は一旦時計方向に回動してその先端がロック用凹部８６の縁を乗越え、その後アーム４１８の先端はロック用凹部８６に嵌まり、前記ばねによって付勢されロックされる。バッテリ５５を充電等のため受皿４１３から抜き出すときには、所定のキーを使用してアーム４１８を回動させてロックを解除する。一旦バッテリ５５が受皿４１３内に装着された後はアーム４１８の先端がロック用凹部８６の内壁面に引っ掛かっているので、車両７の走行中に外れることはない。また、キーを使用しなければアーム４１８は回動できないので盗難防止にも有効である。  コネクタ本体４１５ａ，４１５ｂにはケーブル４２１の一端が接続され、該ケーブル４２１の他端は中継ターミナル４２２に接続されている。バッテリ５５の電力は中継ターミナル４２２で中継されてモータ３６や該モータ３６の制御を行うための制御部の基板５０Ａに供給される。
【００２８】
ハウジング４４には、第１アイドル軸４２３、第２アイドル軸（図示せず）、およびクランク軸４６がそれぞれ回転自在に支持されている。第１アイドル軸４２３の大ギヤ４２４はモータ３６のピニオン４２５と噛合い、第１アイドル軸４２３の小ギヤ４２６は第２アイドル軸で支持されたギヤ４２７と噛合っている。さらに、ギヤ４２７はクランク軸４６に結合されたギヤ（図示せず）と噛合う。
【００２９】
こうして、クランク軸４６には、前記ペダル４５の踏力が伝達されるとともに、前記各ギヤ４２５，４２４，４２６，４２７等を介してモータ３６の動力が伝達可能である。前記ペダル４５の踏力およびモータ３６の動力はクランク軸４６を通じて前記スプロケット４７に伝達される。
【００３０】
ケーシング４４内には、モータ３６の制御部（アシストコントローラ）を構成するＦＥＴ５０１やＣＰＵ５０２を搭載した基板５０Ａが収容されている。基板５０Ａにはケーブル４２１を通じてバッテリ５５から電力が供給され、該基板５０Ａはクランク軸４６にかかる踏力に基づいてモータ３６の回転を制御する。
【００３１】
図１０において、シートポスト４２には引掛け金具４２８が固定されている。この引掛け金具４２８の先端は、バッテリ５５が前記受皿４１３に装着されたときに該バッテリ５５側の前記凹部４０８に係合し、バッテリ５５の上部分をシートポスト４２に固定してバッテリ５５を安定に保持する。バッテリ５５は電動車両７の受皿４１３に対して、矢印Ａの方向に脱着させることができる。符号５５ａは車両７から取り外したバッテリまたは装着直前のバッテリの態様を示す。
【００３２】
シートポスト４２と後輪３９との間の間隔は、ホイールベースを大きくしないためにもできるだけ狭い方がよい。したがって、バッテリ５５をシートポスト４２と後輪３９との間に設置する場合、バッテリケース５４の寸法がバッテリの容量毎に異なるとしたら、ホイールベースは予定されるバッテリの最大容量に合せて大きくしておかなければならない。しかし、本実施形態では、容量の違いがあってもバッテリケース５４の幅寸法（Ｂ）は一定であるため、最小の容量に合せてシートポスト４２および後輪３９間の間隔を設定してあればよい。そして、容量の違いは、車両７の幅方向の寸法つまりバッテリケース５４の高さ（Ｈ）となって現れる。車両７の幅方向の寸法は、シートポスト４２および後輪３９間の間隔と比較して大きくとることができるので、容量違いによる寸法差は十分に吸収することができる。
【００３３】
次に、本発明をレンタルシステムの電動車両に適用した例を説明する。図１１は本レンタルシステムの全体概念図、図１２は本システムの基本的な流れを示す図である。このレンタルシステムでは、ＩＤカードを用いてレンタル車両のパーキングロックを解錠でき、かつ該ＩＤカードでバッテリを交換できる。
【００３４】
図１１に示すように、本レンタルシステムは、システム全体を管理する中央管理装置１を有し、この中央管理装置１によって、利用者の本人識別情報（ＩＤ情報）等を含む個人情報を記憶したＩＣカード等からなるＩＤカード２が発行される。中央管理装置１には、レンタル車両の貸し出し処理ならびにその後の返却処理を行う受付ステーション５が通信回線９を介して接続されている。システム内に配置される電動車両７は、前記ＩＤカード２でパーキングロックを解除でき、かつ該ＩＤカード２により必要に応じてバッテリのロックを解除できる。バッテリ交換機８は、ＩＤカード２により、使用済みバッテリを受け付け、フル充電のものと交換する。
【００３５】
受付ステーション５およびバッテリ交換機８は複数ヶ所へ分散配置して利用者の便利を図るようになっており、それぞれ通信回線９で中央管理装置１と接続される。中央管理装置１は管理コンピュータ３を備え、カード発行機によりＩＤカード２を発行する。受付ステーション５およびバッテリ交換機８は駐車場６に設けられ、駐車場６は周囲をフェンスにより囲まれ、入口６ａと出口６ｃが設けられ、入口６ａに入口センサ６ｂが、出口６ｃに出口センサ６ｄが設けられている。
【００３６】
図１２は、ＩＤカードを中心とした処理の流れに着目したブロック図である。この図に示すように、中央管理装置１でＩＤカード２が発行されると（Ｂ１）、利用者はこのＩＤカード２を使用し、受付ステーション５にて希望する車種の指定等を含む所定の貸出処理を行う（Ｂ２）。受付ステーション５はＩＤカード２へ車種および許可フラグ等を書き込む（Ｂ３）。
【００３７】
続いて利用者は、貸出処理済のＩＤカード２を用いて駐車場６の電動車両７を解錠して走行可能とする（Ｂ３）。解錠は電気的アクチュエータを介して行うことができる。また、施錠は同様に電気的アクチュエータにより行うことができるが、手動で行うようにしてもよい。解錠の際、車両側に設けられたカードリーダによりＩＤカード２へ車両番号が書き込まれ、許可フラグをリセットする。その後、駐車場６から外へ出て走行を開始する。この例では周囲が外部と区画されたサーキット場などの閉鎖系を想定しているが、開放系で本システムを利用することも当然に可能である。
【００３８】
利用者は、利用中または利用終了時に使用済みバッテリを電動車両７から取り外し、バッテリ交換機８においてＩＤカード２を用い、フル充電されたバッテリと交換する（Ｂ４）。このとき、バッテリ交換機８はＩＤカード２の情報（利用者情報と車両番号等）と、バッテリから直接読み出されるバッテリのＩＤ情報とを照合して正当利用者が認められた場合にバッテリ交換に応じる。バッテリの交換手続きを終えた後、フル充電のバッテリを車両へ搭載し、駐車場６へ電動車両７を戻した後、受付ステーション５にて返却手続きを行う（Ｂ５）。
【００３９】
このシステムによれば、ＩＤカード２を電動車両７へ装着することにより、該車両７とＩＤカード２が１：１で対応され、その後は、ＩＤカード２のみにより電動車両７に備えたパーキングロックの解錠、バッテリロックの解錠、バッテリ交換等が可能になる。機械式のキーを用いて解錠するのと違い、ＩＤカードは利用者の携行に便利であり、しかも、キーの貸出・返却のための特別な管理を不要にできるので、レンタルシステムを簡素化できる。
【００４０】
また、バッテリをフル充電にして返却することにより、次の利用者は車両７を直ちに使用開始できるようになるため、レンタル車両の使用に極めて便利になる。なお、受付ステーション５およびバッテリ交換機８を複数分散配置し、１枚のＩＤカード２を共通で使用可能にすることにより、車両の借り出しや、バッテリ交換、車両の返却等を利用者の便利の良い場所で行えるので、さらに利便性が増す。
【００４１】
次に、上記レンタルシステムをより詳細に説明する。図１３はＩＤカード２のメモリマップを示す図である。同図に示すように、利用者情報１０、貸出情報１１、車両情報１２、利用実績情報１３等が記憶される。利用者情報１０としては、車両レンタルシステムの利用者のＩＤ番号、車両レンタルシステムを利用できる有効期限、暗証番号が含まれる。これらに加えて、利用者が日本語を使用するのか英語を使用するのかを表す属性データ、利用者の好みを示すデータ等を含めてもよい。貸出情報１１としては、車両を貸出中であるか否かを示すフラグ、貸出中の車両番号、貸出可能な車両の種類を示す許可フラグ等が含まれる。
【００４２】
なお、前記許可フラグは、図１４に示すように、例えば、当該利用者が電動２輪車、電動３輪車、その他のどの車両を借り出すことが可能かを示すフラグとして設定される。車両情報１２としては、利用者の現在までの走行距離または利用時間、それに伴うバッテリ消費量等が合まれる。利用実績情報１３としては、過去に利用した車両に関する履歴データ等が含まれる。
【００４３】
図１５は、受付ステーション５を示す斜視図である。受付ステーション５は、車両の貸出・返却処理の各操作をするためのタッチパネルディスプレイ１５と、ＩＤカード読込書込部１６と、処理本体部１７とを有する。
【００４４】
図１６は、上記のように構成される受付ステーション５の制御系の構成ブロック図である。受付ステーション５は、全体制御を行う中央処理部２０を有し、この中央処理部２０は、通信部２１を介して中央管理装置１を構成する管理コンピュータ３に接続される。中央処理部２０には、ＩＤカード読込書込（Ｒ／Ｗ）部１６、記憶部２３、ゲート制御部２４、タッチパネルディスプレイ１５がそれぞれ接続される。ここで、記憶部２３は、受付ステーション５で処理される各種データを記憶する。ゲート制御部２４は、駐車場６に対する車両や利用者の出入りを、入ロセンサ６ｂおよび出ロセンサ６ｄからの信号に従って管理制御する。
【００４５】
次に、中央管理装置１および受付ステーション５の処理内容を図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。利用者は、この車両レンタルシステムを利用するために、中央管理装置１の管理コンピュータ３に対して個人情報の登録、利用契約の設定等を行う。これらの登録、設定等を行うことにより、管理コンピュータ３は、ＩＤカード発行機４を制御し、利用者に対してＩＣカード等で構成されるＩＤカード２を発行する（Ｓ１Ａ）。このとき、ＩＤカード２には、前記利用者情報１０（図１３）と、利用者が希望する貸し出し可能な車両の種類を示す許可フラグ（図１４）を含む貸出情報１１（図１３）とが記録される。
【００４６】
利用者の好みを示すデータとしては、例えば、車両の色、形のほか、電動２輪車であればサドルの高さ、車輪のサイズ等のデータを記録することができる。また、許可フラグとしては、例えば、利用者が運転免許証を所有していない場合、運転免許が必要な車両を使用できないようにフラグを設定することができる。これらの情報は、利用者から口答で聞いたり、利用者が所定の用紙に記入したりしたものをオぺレータが入力するようにしてもよい。入力ミスを回避するために、利用者のクレジットカード等の情報をコピーするようにしてもよい。
【００４７】
ＩＤカード２を所持した利用者は、駐車場６に備えた受付ステーション５を使用して車両の借り出し操作を行う。利用者がＩＤカード２を受付ステーション５のＩＤカード読込書込部１６に置き、あるいは、挿入すると、ＩＤカード読込書込部１６は、ｌＤカード２に書き込まれている利用者情報１０、貸出情報１１、車両情報１２、利用実績情報１３を読み取り、中央処理部２０に転送する。
【００４８】
中央処理部２０は、読み込まれた情報から、この利用者が当該レンタルシステムを利用できる者であるか否かを判定する（Ｓ２Ａ）。利用可能な者であると判定した場合、駐車場６における車両の保有情報に基づき、当該利用者が利用可能な車両を選択し、タッチパネルディスプレイ１５に表示する（Ｓ３Ａ）。タッチパネルディスプレイ１５は、利用者情報１０の属性データに従って英語あるいは日本語で表示を行うことができるようにするとよい。
【００４９】
例えば、ＩＤカード２から得られた利用者の好みを示すデータが図１８のようであったとすると、タッチパネルディスプレイ１５には、このデータに基づいて図１９に示す画面を優先して表示する。このとき、利用者が「いいえ」を選択すれば、図２０に示す画面が表示され、他の車両を選択することができる。
【００５０】
なお、利用者が運転免許証を所有していない場合には、図１４に示す許可フラグに従い、電動４輪車等の運転免許を要する車種を選択する画面は表示されない。このように、利用者にとって必要な情報のみを選択してタッチパネルディスプレイ１５に表示することにより、利用者は車両の選択作業を効率的に行うことができる。
【００５１】
利用者が所望の車両を選択すると、中央処理部２０は、選択された車両の車種に係るデータとして車種情報をＩＤカード２に書き込む（Ｓ４Ａ）。ＩＤカード２に所定の情報が書き込まれると、中央処理部２０は、タッチパネルディスプレイ１５に対応する車両の駐車場６における位置を表示する（Ｓ５Ａ）。これにより貸出処理が終了する。
【００５２】
ＩＤカード２を所持した利用者は、入ロ６ａから駐車場６内に入り、該当する車両まで移動する。このとき、入ロ６ａに設けられた入ロセンサ６ｂは、ＩＤカード２を所持した利用者の駐車場６に対する入場を検知し、その情報をゲート制御部２４を介して中央処理部２０に転送することができる。
【００５３】
次に、本レンタルシステムで使用される電動アシスト自転車について説明する。図２１は電動アシスト自転車の外観を示す側面図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。この電動アシスト自転車７は、パワーユニット３７の外つまり車体フレーム３０の下部に固定されたアシストコントローラ５０を有し、モータ３６は、アシストコントローラ５０により、ペダル４５から入力された踏力に基づいて制御される。
【００５４】
フロントバスケット５３の背面部にはバッテリ収納ボックス５４Ａが取付けられ、このバッテリ収容ボックス５４Ａ内にバッテリ５５が着脱自在に収納される。バッテリ５５からアシストコントローラ５０およびモータ３６ならびに後述する電動バッテリロックおよびパーキングロック５６に電力を供給するためのメインスイッチ５８が車体フレーム３０の大部分を覆うカバー５９の上部に配置されている。なお、シート４１の後方、後輪３９の上方には荷台４３が設けられている。
【００５５】
図２２はバッテリ収納ボックス５４Ａを取付けた状態におけるフロントバスケット５３の正面図、図２３は同平面図、図２４はその各部の組み付け斜視図である。これらの図に示すように、バッテリ収納ボックス５４Ａの一側部には、ＩＤカード２を差し込み自在とするカードリーダ６０が取付けられている。
【００５６】
さらに、カードリーダ６０と一体に、後述の電動バッテリロックが設けられ、一定の条件を満たさない場合はバッテリ５５をバッテリ収納ボックス５４Ａから取り外せないようにしている。電動バッテリロックおよびパーキングロック５６の解錠動作ならびにアシストコントローラ５０に対する電源供給はカードリーダ６０での検出結果に基づいて制御される。
【００５７】
図２５はカードリーダ６０の平面図、図２６はその側面図である。これらの図から明らかなように、カードリーダ６０の一端部にはＩＤカード２を手で持ってカードリーダ６０へ出し入れし易くするための切欠き部６１が設けられたカードスロット６２を備える。内部にはＩＤカード２の挿入により変形される板バネ６３の先端に設けられた磁石６４と、その接近によりスイッチがオンとなるホール素子からなるカード挿入スイッチ６５が設けられる。カードスロット６２の近傍に平行してアンテナ部６６が設けられ、ＩＤカード２の格納情報を受信して中央処理部６７へ入力するようになっている。
【００５８】
図２７は、カードキーシステムのブロック図である。このシステムはバッテリ５５、ＩＤカード２、カードリーダ６０、モータ３６の制御部（アシストコントローラ）５０で構成される。前記カード挿入スイッチ６５のブレーク接点がフューズＦｕ１、Ｆｕ２を介してバッテリ５５の正極へ接続されている。
【００５９】
カード挿入スイッチ６５のメーク接点は中央処理部６７へ接続して電源を供給するとともに、リレーＲＹ１、ＲＹ２、ＲＹ３へコモン接続している。リレーＲＹ１は、中央処理部６７で制御され、アシストコントローラ５０側の中央処理部７２に対する電源を制御するようになっている。
【００６０】
リレーＲＹ２とＲＹ３は中央処理部６７により制御されて、バッテリロックを構成する。バッテリロック用ソレノイド７０及びパーキングロック用ソレノイド７１をそれぞれ連動して制御するようになっている。各ソレノイド７０，７１の入力側は中央処理部６７のアースラインとそれぞれダイオードＤ１、Ｄ２を介して接続されている。
【００６１】
中央処理部６７にはアンテナ部６６が接続されている。カード挿入スイッチ６５がオンになると中央処理部６７へ電源が供給され、アンテナ部６６によりＩＤカード２のＩＤ情報が読み出される。ＩＤ情報が適正と判断された場合は、リレーＲＹ２、ＲＹ３が連動してオンになり、バッテリロック用ソレノイド７０およびパーキングロック用ソレノイド７１をそれぞれ所定時間だけ励磁して、バッテリ５５の着脱交換およびパーキングロック５６の解錠を行える。
【００６２】
アシストコントローラ５０には、バッテリ５５およびモータ３６の各正極間に中央処理部７２により制御されるリレーＲＹ４が設けられている。中央処理部７２には速度センサおよびトルクセンサの各信号が入力され、これらの信号に基づいてアシスト駆動開始を許可すると、リレーＲＹ４をオンにしてモータ３６へ電力が供給される。
【００６３】
モータ３６と並列に転流ダイオードＤ５が設けられ、そのアノードをモータ３６の負極とコモン（共通）にするとともに、ここにＴＦＴトランジスタが一端をアースして接続され、中央処理部７２でＴＦＴトランジスタを制御することによりモータ３６のデューティコントロールが行われる。リレーＲＹ１のメーク接点にはダイオードＤ３、Ｄ４および電流制限抵抗Ｒ１ならびに平滑コンデンサＣが直列で接続されている。
【００６４】
図２８は、電動車両７のカードリーダ６０に設けられている中央処理部６７の制御系ブロック図である。この中央処理部６７は、受付ステーション５との間で情報の送受信を行う通信部２４と、中央処理部２５と、各種処理データを保持する記憶部２６と、ＩＤカード２に書き込まれている情報を読み込むとともに、車両側からＩＤカード２に対して情報を書き込むＩＤカード読込書込部２７と、入出力制御部２８とを備える。入出力制御部２８には、バッテリロック用ソレノイド７０およびパーキングロック用ソレノイド７１が接続される。
【００６５】
次に、このカードキーシステムのフローチャートを図２９により説明する。利用者がＩＤカード２をカードリーダ６０へ挿入すると（Ｓ１）、カード挿入スイッチ６５が機械的にオンとなり、中央処理部６７へ電源が供給開始される（Ｓ２）。その後、中央処理部６７は、挿入されたＩＤカード２がスタッフカードか否か、すなわちこのシステム運営側の従業員用のものか否かをアンテナ部６６を介して判断し（Ｓ３）、スタッフカードならばステップＳ８へジャンプする。スタッフカードでない場合はＩＤカード２の格納情報をさらに読み出し、車種および許可フラグを、予め記憶されているデータと照合して乗車許可を判断する（Ｓ４）。
【００６６】
なお、許可フラグが立っていて（＝１）、かつ車種フラグまたは車両番号が前記データと適合しているときに乗車許可条件を満足する。そこで、許可フラグが立っているか否かを判断し（Ｓ５）、車種が一致する初回乗車ならばステップＳ５は肯定となってステップＳ７へ進み、車両側より車両番号のデータを上書きで書き込み、許可フラグをリセットする。
【００６７】
許可フラグが立っていないケース、例えば、休憩等で一旦ＩＤカードを抜いた後、再乗車する場合などは、車両番号を照合し（Ｓ６）、適合していれば、正当利用者であるから、データの書き込みをせずＳ１１へ進む。不適合であれば、不正使用の可能性があるので、アンテナ部６６の電源をオフにし、以後の解錠等の手続きを中止し（Ｓ９）、ＩＤカードを手動排出し（Ｓ１０）、最初へ戻る。
【００６８】
ステップＳ１１では、アンテナ部６６への電源をオフとし、アシスト出力をオンとし（Ｓ１２）、その後、所定時間（例えば１０秒以内に設定）が経過するまで、バッテリロック用ソレノイド７０およびパーキングロック用ソレノイド７１をオンにする（Ｓ１３）。
【００６９】
これらソレノイドがオンの間は、利用者はバッテリ５５を外して交換したり、パーキングロック５６を解錠して走行開始したりすることができる。なお、前記所定時間が経過すると、バッテリ５５の交換およびパーキングロック５６を解錠できなくなる。したがって、前記所定時間内に交換等の操作を行わなかった場合は、初めから操作をやり直す必要がある。このように、所定時間だけしかロックの解錠をしないので、ソレノイドに対する電力供給を制限でき、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【００７０】
上記操作によって解錠できれば、以後、電動車両７とＩＤカード２は１：１で対応し、ＩＤカード２を挿入したまま走行することになる。走行中にバッテリが消耗したときは、後述のようにしてバッテリをフル充電のものと交換できる。
【００７１】
利用を終えると、ＩＤカード２を手動で排出し（Ｓ１４）、これによりアシストコントローラ５０の中央処理部７２に対する電源供給が断たれる。したがって、アシスト出力がオフとなり（Ｓ１５）、同時にカードリーダ６０に対する電源もオフとなって（Ｓ１６）初期状態へ戻る。その後は後述するバッテリ交換と返却処理を行うことになる。
【００７２】
次に、電動車両７についての細部構造を説明する。再び、図２２〜２４において、バッテリ収納ボックス５４Ａは、カードリーダ６０と一体のユニットをなし、上バンド９０、下バンド９１で一体化されている。バッテリ収納ボックス５４Ａの底部には、端子ユニット９３がスクリュー９４で止められ、その一部に突出形成されたソレノイドカバー９５がカードリーダ６０と一体化されたバッテリロックのソレノイド部を覆うようになっている。
【００７３】
バッテリ収納ボックス５４Ａの上部には蓋９６が被せられ、該蓋９６は一端がバッテリ収納ボックス５４Ａへヒンジ９７で止められ、他端側のつまみ９８を操作することにより開閉自在になっている。バッテリ収納ボックス５４Ａとカードリーダ６０とが一体になったバッテリユニットには、ユニットカバー１００が前方より被せられ、スクリュー１０１でバッテリ収納ボックス５４Ａの側面へ直接取付けられている。図２３に明らかなように、蓋９６の中央部には点検窓９９が開口され、これを通して残量計８１が見え、かつ押しボタン８２を操作可能になっている。
【００７４】
バスケット５３の底板１０２は、キャリヤフレーム５２に設けられたクロスプレート１０３上へ重ねられ、下方よりボルトでキャリヤフレーム５２上へ固定される。側面視略Ｌ字形に屈曲しているキャリヤフレーム５２の上下方向部分である上部枠１０６には取付板１０５が設けられている。
【００７５】
上部枠１０６の左右には係合ピース１０７の各一端がボルト止めされ、その他端はフック部１０８をなし、この部分がバスケット５３の縦線１０９に係合してバスケット５３の上部を固定している。これにより、図２２、２３に示すように、バッテリユニット全体はバスケット５３内の背面へ添って上下へ長く取付けられ、バスケット５３の容量をあまり制約しないようになっている。
【００７６】
図３０はカードリーダ６０とバッテリ収納ボックス５４Ａの取付構造を示す図であり、バッテリ収納ボックス５４Ａは予め前後方向から合わさるように２分割されている。一方、カードリーダ６０の取付面は、前後に合わせられたバッテリ収納ボックス５４Ａの一側を嵌合する凹部１１０が形成され、かつ，凹部１１０を囲む前後の縁部１１１がバッテリ収納ボックス５４Ａの前後の壁面へ重なり、ここでスクリュー１１２により一体化される。こうして、バッテリ収納ボックス５４Ａの前後に分割された部分は、カードリーダ６０の取付けと同時に一体化できる。
【００７７】
図３１は上バンド９０によるバッテリ収納ボックス５４Ａの取付構造を詳細に示す図であり、上バンド９０のカードリーダ６０側における屈曲した端部１１３には、通し穴１１４とウェルドナット１１５が設けられ、上バンド９０とは別にバッテリ収納ボックス５４Ａの背面側へ当接された背面上バンド１１６の屈曲した端部１１７と重ねられ、この端部１１７に形成されている通し穴１１８と取付板１０５に形成されている通し穴１１９を一致させて、ボルト１２０を背面側から通してウェルドナット１１５と締結することにより一体化される。なお、上バンド９０の反対側の端部は下バンド９１と同じであり、後述する。
【００７８】
図３２は、下バンド９１側の取付構造を詳細に説明する図であり、バッテリ収納ボックス５４Ａの背面側には背面下バンド１２１が当接され、その一側部は断面クランク状をなして互いに反対方向へ屈曲し、この一部に取付板１０５側へ突出して直角に曲がった取付脚１２２が形成され、ここに通し穴１２３とウェルドナット１２４が設けられる。この通し穴１２３は取付板１０５の通し穴１１９に対応しており、ここでボルト１２０により背面側から取付板１０５上へ固定される。
【００７９】
さらに、前記クランク状に屈曲する他の部分は取付脚１２２と逆方向に屈曲する取付端１２５が設けられ、ここに通し穴１２６が設けられるとともに、この部分は予めバッテリ収納ボックス５４Ａの側面一部に形成された凹部１２７内へ入り込んでいる。一方、下バンド９１の一端部１３０も同様に屈曲し、かつ通し穴１３１が設けられるとともに、バッテリ収納ボックス５４Ａの凹部１３２内へ入り込み、バッテリ収納ボックス５４の縁部に設けた通し穴１３３と各通し穴１２６、１３１を一致させて前方からボルト９２を通し、後方からナット１３４で締結している。この取付構造は上バンド９０の同側端部の取付構造と同じである。
【００８０】
下バンド９１の他端部１３６は、カードリーダー６０の下部へ一体に形成されたロック部１３５の一側面へ重なり、スクリュー１３７で取付けられる。背面下バンド１２１の同側端部は略コ字状に形成され、一部がロック部１３５の他側面へ重なる取付部１３８をなしてスクリュー１３９で取付けられる。他の部分は取付板１０５側へ突出する屈曲部１４０をなし、ここに通し穴１４１とウェルドナット１４２が設けられ、通し穴１４１を取付板１０５の通し穴１１９と一致させて、ボルト１２０で締結される。
【００８１】
図３３はバッテリロックをなすロック部１３５の構造を詳細に説明する図であり、ロック部１３５の上部にはバッテリロック用ソレノイド７０が設けられ、通常はアクチュエータロッド１４２を引き上げることにより、軸１４３を中心にロック爪１４４を図の反時計回り方向へ回動させ、バッテリ収納ボックス５４Ａの側部に形成した図示しない穴からバッテリケース５４の側部に設けられた前記ロック凹部８６（図２，図３）へ係合させることによりバッテリ５５の取り外しを不能にしている。
【００８２】
符号１４５、１４６は下バンド９１の端部１３６および背面下バンド１２１の取付部１３８にそれぞれ設けられた通し穴である。このようにロック部１３５を下バンド９１と背面下バンド１２１へ直接取付けたことにより、ロック部１３５をキャリヤフレーム５２へ強固に取付けることができる。
【００８３】
図３４は、パーキングロック５６の詳細を示す断面図である。このパーキングロック５６はロッカー１５１をケース１５０内外へ出入自在に設け、スプリング１５２で後退方向（前輪３４を基準とする図の実線状態、仮想線は突出状態）へ付勢する。
【００８４】
一方、ロックプレート１５４を軸１５３を中心に回動自在に設け、その一端部に切り欠き状の係合部１５５を設ける。ロックプレート１５４の他端部はストップ突起１５６をなし、このストップ突起１５６はケース１５０へ出入り自在に取付けられた押しボタン１５７により押し込まれるようになっている。
【００８５】
ケース１５０内に設けられたパーキングロック用ソレノイド７１のアクチュエータロッド１６０が突出している状態（図の実線状態）では、ストップ突起１５６がアクチュエータロッド１６０のストップ端部１６１へ当接して大きく回動できないようになっている。パーキングロック用ソレノイド７１は電気コード１６２を介してカードリーダ６０へ接続されている。
【００８６】
ロッド状をなすロッカー１５１には、その押し込みと一体に移動するロックピン１５８が設けられ、ロッカー１５１を押し込んで先端が前輪３７のスポーク５７と係合する位置まで突出すると、仮想線のように係合部１５５と係合して、ロッカー１５１の戻りを規制する。
【００８７】
したがって、ロッカー１５１を押し込んでロックピン１５８を係合部１５５へ係合させるとロック状態となり、ロッカー１５１が前進して前輪３４のスポーク５７とに当接して前輪３７の回転を不能にする。なお、ロッカー１５１の手動操作側端部１５１ａは折り曲げ式になっており、解錠時は折り曲げられている。
【００８８】
ＩＤカード２をカードリーダ６０へ挿入することにより、パーキングロック用ソレノイド７１を動作させてアクチュエータロッド１６０を後退させると、押しボタン１５７を押し込むことによってストップ突起１５６を大きく移動させることが可能になる。したがって、ロックプレート１５４が軸１５３を中心に反時計回り方向へ回動し、係合部１５５がロックピン１５８から外れてフリーになるので、ロッカー１５１はスプリング１５２に押し戻されて解錠状態となる。
【００８９】
次に、本レンタルシステムに使用する電動アシスト式自転車のアシスト駆動機構を説明する。図３５はパワーユニットの縦断側面図、図３６は歯車列を示す同断面図、図３７はフランク軸の要部断面図、図３８はスライダインナーとクラッチ内輪２００の係合状態を示す図である。
【００９０】
パワーユニット３７のケーシング４４は、左ケーシング半体２０５と、該左ケーシング半体２０５と結合されてその間に第１収縮室２０７を形成する右ケーシング半体２０６と、左ケーシング半体２０５との間に第２収納室２０８を形成して左ケーシング半体２０５に結合されるカバー２０９とから成り、カバー２０９の左ケーシング半体２０５への結合面にはゴム製のガスケット２１０が装着される。
【００９１】
クランク軸４６は、その大部分を第１収納室２０７内に配置するようにしてケーシング４４に回転自在に支承されるものである。すなわち、クランク軸４６の右端部は、ボールベアリング２１１を介して右ケーシング半体２０６に支承された動力伝達部材としての回転筒体２１２の内周にローラベアリング２１３によって支承され、クランク軸４６の左端部は、ボールベアリング２１４によって左ケーシング半体２０５に支承される。回転筒体２１２に結合される駆動スプロケット４７は右ケーシング半体２０６の右側方に配置される。
【００９２】
クランク軸４６の左右両端のペダル４５による踏力は、動力伝達手段２１５を介してクランク軸４６から駆動スプロケット４７に伝達される。ケーシング４４には、モータ３６が取付けられており、このモータ３６の出力はペダル４５による踏力を補助すべく減速ギヤ列２１６を介して駆動スプロケット４７に伝達される。
【００９３】
クランク軸４６の動力を駆動スプロケット４７に伝達するための動力伝達手段２１５は、第１収納室２０７内に配置されるものであり、クランク軸４６に連結されるトーションバー２１７と、回転筒体２１２およびトーションバー２１７間に設けられる第１の一方向クラッチ２１８とで構成される。
【００９４】
図３７にも示すように、クランク軸４６には、その軸線に沿って延びるスリット２１９が設けられており、トーションバー２１７は、スリット２１９内に回転自在に嵌合する円柱状の軸部２２０と、該軸部２２０の車体左側の端部から両側方に突出する腕部２２１ａと、軸部２２０の車体右側の端部から両側方に突出する腕部２２１ｂとを有して、前記スリット２１９に装着される。
【００９５】
トーションバー２１７の一方の腕部２２１ａは、スリット２１９の左右内壁面２１９ａ，２１９ｂに密に嵌合してクランク軸４６に一体に結合される。またトーションバー２１７の他方の腕部２２１ｂは、前記左右内壁面２１９ａ，２１９ｂとの間に隙間α、αを形成してスリット２１９に遊嵌されており、トーションバー２１７の軸部２２０は、腕部２２１ｂが前記隙間α、α分だけ遊動する範囲で捩れ変形することができる。
【００９６】
第１の一方向クラッチ２１８は、相対回転自在としてクランク軸４６を同軸に囲繞するリング状のクラッチ内輪２００と、該クラッチ内輪２００を同軸に囲繞するクラッチ外輪としての回転筒体２１２と、クラッチ内輪２００の外周に枢支されるとともに環状のスプリング２０２で拡開方向に付勢された複数、たとえば４個のラチェット爪２０１とを備え、クラッチ内輪２００の内周に設けられた一対の凹部２００ａ、２００ａにトーションバー２１７の腕部２２１ｂの両端が嵌合され、回転筒体２１２の内周には、前記各ラチェット爪２０１を係合せしめるラチェット歯２０３が形成される。
【００９７】
このような第１の一方向クラッチ２１８によれば、ペダル４５を踏んでクランク軸４６を正転させると、クランク軸４６のトルクがトーションバー２１７、第１の一方向クラッチ２１８および回転筒体２１２を介して駆動スプロケット４７に伝達されるが、ペダル４５を踏んでクランク軸４６を逆転させたときには、第１一方向クラッチ２１８がスリップしてクランク軸４６の逆転が許容される。
【００９８】
ところで、ペダル４５からクランク軸４６へ軸回りに図３７の矢印ａ方向へトルクが入力されたとき、後輪３９の負荷が回転筒体２１２およびラチェット爪２０１を介して伝達されるクラッチ内輪２００が、前記矢印ａ方向のトルクに対して抵抗するため、トーションバー２１７の腕部２２１ｂがクランク軸４６に対して逆（矢印ｂ）方向に捩じれて相対回転する。その結果、クランク軸４６およびクラッチ内輪２００との間に、クランク軸４６に入力されたトルクに応じた相対回転が生じることになる。
【００９９】
クランク軸４６の外周に、スライダインナー２２２が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に支持されており、このスライダィンナー２２２の外周には、複数のボール２２３を介してスライダアウター２２４が相対回転自在に支持される。
【０１００】
図３８に示すように、第１の一方向クラッチ２１８におけるクラッチ内輪２００のスライダインナー２２２側の端面には凹状のカム面２００ｂが設けられ、スライダインナー２２２には、該カム面２００ｂに係合する凸状のカム面２２２ａが設けられる。
【０１０１】
左ケーシング半体２０５に支点ピン２４０を介して基端部が揺動可能に支承された検出レバー２２５の中問部が、前記クラッチ内輪２００とは反対側からスライダアウ夕一２２４に当接される。一方、前記検出レバー２２５とともにトルク検出手段ＳＴを構成するストロークセンサ２２６が左ケーシング半体２０５に取付けられており、該ストロークセンサ２２６の検出子に前記検出レバー２２５の先端が当接される。
【０１０２】
さらに検出レバー２２５および左ケーシング半体２０５間にはばね２２７が縮設されており、検出レバー２２５が該ばね２２７のばね力によりスライダアウター２２４に弾発的に当接され、スラィダアウター２１７およびスライダインナー２２２は、クラッチ内輪２００側に向けて付勢される。
【０１０３】
ペダル４５からクランク軸４６へのトルク入力に応じて、トーションバー２１７に捩れが生じると、スライダインナー２２２がクラッチ内輪２００に対して相対回転し、スライダインナー２２２のカム面２２２ａがクラッチ内輪２００のカム面２００ａに押付けられる。その結果、スライダインナー２２２がばね２２７のばね力に抗してクランク軸４６の軸線に沿って摺動する。
【０１０４】
スライダインナー２２２とともに移勤するスライダアウター２２４で押された検出レバー２２５が支点ピン２４０を中心として揺動することにより、ストロークセンサ２２６の検出子２２６ａが押圧される。この検出子２２６ａのストロークは、トーションバー２１７の捩れ量、すなわちペダル４５から入力される入力トルクに比例するものであり、トルク検出手段ＳＴで入力トルクが検出されることになる。
【０１０５】
モータ３６の動力を駆動スプロケット４７に伝達するための減速ギヤ列２１６は、第２収納室２０８内でモータ３６の軸２３０に固着された駆動ギヤ２３１と、第２収納室２０８内で第１アイドル軸２３２の一端に固着されて前記駆動ギヤ２３１に噛合される特定ギヤとしての第１中間ギヤ２３３と、第１収納室２０７内で第１アイドル軸２３２に一体に設けられる第２中間ギヤ２３４と、第２中間ギヤ２３４に噛合される第３中間ギヤ２３５と、第３中間ギヤ２３５と同軸に配置される第２アイドル軸２３６と、第３中間ギヤ２３５および第２アイドル軸２３６間に設けられる第２の一方向クラッチ２３７と、第１収納室２０７内で第２アイドル軸２３６に一体に設けられる第４中間ギヤ２３８と、駆動スプロケット４７が結合されている回転筒体２１２に一体に設けられるとともに第４中間ギヤ２３８に噛合される被動ギヤ２３９とを備える。
【０１０６】
第１アイドル軸２３２は、モータ３６の軸２３０と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体２０６および第１アイドル軸２３２間にボールベアリング２４１が、また左ケーシング半体２０５および第１アイドル軸２３２間にボールベアリング２４２が介装される。第２アイドル軸２３６は第１アイドル軸２３２と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体２０６および第２アイドル軸２３６間にボールベアリング２４３が、また左ケーシング半体２０５および第２アイドル軸２３６間にボールベアリング２４４が介装される。
【０１０７】
モータ３６の作動に伴なうトルクが減速ギヤ列２１６により減速されて駆動スプロケット４７に伝達されるが、モータ３６の作動が停止したときには、第２の一方向クラッチ２３７の働きにより第２アイドル軸２３６の空転が許容され、ペダル４５の踏力により駆動スプロケット４７の回転が妨げられることはない。
【０１０８】
この電動アシスト式自転車を走行させるべく利用者がペタル４５を踏むと、クランク軸４６の動力が動力伝達手段２１５を介して駆動スプロケット４７に伝達され、チェーン４９および従動スプロケット４８を介して後輪３９に動力が伝達されることになる。同時に入力トルクと図示しない車速センサからの速度情報とに基づいてアシストコントローラ５０がモータ３６のデューティコントロールを行い、アシスト力を制御する。
【０１０９】
次に、バッテリ交換機８について説明する。図３９はバッテリ交換機８の構成ブロック図であり、制御パート３０１、メカパート３０２、操作パート３０３、充電パート３０４および通信手段３３５で構成される。制御パート３０１に設けられる制御ユニット３０５は、ＥＣＵからなる中央処理装置３３０を有する。中央処理装置３３０に設けられた人間インターフェイスには、操作パート３０３の人検知センサ３１０、カードリーダ３１３、バッテリスロット３１５内のアンテナ部３１８、ディスプレイ３１４およびスピーカ３１２が接続されている。
【０１１０】
また、メカパート３０２には２０個のバッテリボックス３０６が設けられる。中央処理装置３３０のバッテリインターフェイスには、各バッテリボックス３０６毎に設けられたコネクタ３１７、ロック装置３３１のソレノイド、インジケータ３０７、ならびにドア３０８のドアスイッチ３３２およびドアロック３３３が接続される。さらに、中央処理装置３３０の充電器インターフェイスには充電器３４０が接続されている。
【０１１１】
充電器３４０はバッテリボックス３０６の数の半分である１０個が設けられ、切替ユニット３４１により、２０個のコネクタ３１７のうち１０個へ選択的に接続されるようになっている。このようにして、重量物である充電器３４０の数を実際の稼働率に適合させて半減でき、装置全体を小型軽量化できる。なお、中央処理部３３０に集められた情報は記憶部３３４へ蓄えられ、通信手段３３５により中央管理装置１（図１）へ通信される。
【０１１２】
図４０はバッテリ交換機８における制御系のブロック図である。バッテリ交換機８は通信部３３５を介して中央管理装置１および受付ステーション５に接続される。中央処理部３３０には、カードリーダつまりＩＤカード読込・書込部３１３、および記憶部３３４、バッテリ充電制御部３３６、バッテリボックス制御部３３７、ならびにバッテリスロット３１５のアンテナ部（ＩＤ検出部）３１８が接続される。
【０１１３】
記憶部３３４はバッテリ交換機８で処理される各種データを記憶する。バッテリ充電制御部３３６には、各充電器３４０が接続されており、バッテリ５５の充電処理、充電状態の検出等の制御が行われる。バッテリボックス制御部３３７は、バッテリ５５を収容するバッテリボックス３０６の動作制御を行い、ロック装置３３１のソレノイドやインジケータ３０７ならびにドアロック３３３を制御する。バッテリスロット３１５のＩＤ検出部３１８は、バッテリバッテリ５５の情報チップ８５と通信して、この情報チップ８５が有するＩＤ情報等のバッテリ固有情報を読み出す。
【０１１４】
図４１はバッテリ交換機８の動作を示すフローチャートである。利用者がバッテリ交換機８の前に立つと人検知センサ３１０がこれを検出し（Ｓ１００）、ディスプレイ３１４とスピーカ３１２によりガイダンスを開始し（Ｓ１０１）、例えば、「いらっしやいませ。使用済みのバッテリをバッテリスロットへ入れ、ＩＤカードをカードリーダへ入れて下さい。」という音声案内を行う。
【０１１５】
ＩＤカード２をカードリーダ３１３へ差し込むとそのＩＤ情報を読み取る（Ｓ１０２）。続いて、バッテリスロット３１５内のＩＤ検出部３１８により、返却されたバッテリ５５の識別番号および固有情報を読み取る（Ｓ１０３）。ステップＳ１０４では読取ったバッテリ識別番号のチェックを行う。
【０１１６】
識別番号から異常を判別した場合は、受付拒否表示としてディスプレイ３１４とスピーカ３１２とで使用が不可能な理由を伝える（Ｓ１０５）。この場合は、バッテリの交換サービスは提供されず、システムとは無間係であるとして当該バッテリは返却される。
【０１１７】
識別番号から問題のないバッテリであること（例えば盗難バッテリでないこと）がわかると、利用する手順を更にディスプレイ３１４とスピーカ３１２で利用者に伝えるための手順に移る。まず、多段に配列されている交換用バッテリ５５の中から、フル充電済みまたは残量が７０％以上の使用可能なバッテリ５５のバッテリボックス３０６をディスプレイ３１４、スピーカ３１２、およびバッテリボックス３０６上のインジケータ３０７の点灯で知らせる（Ｓ１０６）。なお、これらすべてで知らせることはなく少なくとも１つで知らせられればよい。例えば、「ドアを開けて２番目のバッテリボックスのバッテリをお取り下さい」という音声案内を行う。
【０１１８】
ステップＳ１０７では、交換するバッテリ５５のバッテリ識別番号を記憶する。続いてドアロックを解除し（Ｓ１０８）、ロック装置３３１を作動させてバッテリ５５のロックを解除する（Ｓ１０９）。なお、ステップＳ１０６は、ステップＳ１０９の直後であってもよい。
【０１１９】
利用者によりバッテリボックス３０６からバッテリ５５が抜き出されたら、例えば「使用済みのバッテリを入れて下さい」という音声案内を行う（Ｓ１１０）。音声案内等に応答して返却バッテリ５５がバッテリボックス３０６内へ入れられると、バッテリをロックし（Ｓ１１１）、ドア３０８を閉じるよう音声等で指示する（Ｓ１１２）。ドア３０８が閉じられるとこれをロックし（Ｓ１１３）、例えば「ご利用ありがとうございました。新しいバッテリをバッテリ収納ボックスへ入れて下さい」と音声案内し（Ｓ１１４）、充電を開始する（Ｓ１１５）。
【０１２０】
バッテリ交換機８は、その後完了処理を行う（Ｓ１１６）。すなわち、返却された使用済みバッテリ５５の返却日時、充電回数等、充電するための固有の電気的データ情報を記憶する。この電気的データ情報は新しいバッテリのＩＤとともにＩＤカード２へ書き込まれて返却され、さらに通信回線９を介して中央処理装置１に伝送される。このときバッテリ５５の使用量または残量を伝送してもよい。
【０１２１】
バッテリ自体に通信手段を設け、このバッテリ内の通信手段へバッテリ交換機８から電源を供給し、通信を行ってもよい。また、中央処理装置１からデータ情報に対応する電気的処理方法の情報を受け、受けた情報の情報命令に従って電気的処理を行うとともに電気的処理を行った結果のデータ情報を、再度通信回線９を介して中央処理装置１に伝送する。
【０１２２】
使用した車両を返却する場合には、利用者は、電動車両７を駐車場６に返却し、メインスイッチ５８を切ってから、ＩＤカード２を抜き取り、パーキングロック５６を施錠する。パーキングロック５６の施錠は随時手動で行うことができるので、ＩＤカード２を抜き取る前でもよい。このとき、カードリーダ６０において、車両の走行距離、バッテリ消費量等のデータをＩＤカード読込書込部２７を介してＩＤカード２に書き込むことができる。次いで、ＩＤカード２を受付ステーション５のＩＤカード読込・書込部１６に置き、あるいは挿入する。受付ステーション５は、車両の返却およびバッテリの交換を確認し、ＩＤカード２のデータを更新する。
【０１２３】
ＩＤカード２により、バッテリロック用ソレノイド７０およびパーキングロック用ソレノイド７１を作動させ、バッテリ５５のロックの解除とパーキングロック５６の解除を電気的に行える。そのため、従来の機械式ロック機構と異なり、バッテリのロックであるロック部１３５とパーキングロック５６とを機械的な連係をせずに個々に独立させて設けることができ、バッテリ５５の搭載位置およびパーキングロック５６の構造等の選択における自由度が増し、様々な形態の電動車両に対して適用可能になり、汎用性が増す。また、機械式ロック機構と異なり、手動で解錠する必要がないので、停車後即座に電動車両から離れることができるようになり、操作性が向上する。
【０１２４】
さらに、ＩＤカード２にレンタル情報を記憶可能にしたので、利用者は、機械式キーを要さずにＩＤカード２のみで電動車両７を使用できる。このため、利用者にとって利便性が向上するだけでなく、レンタルサービス提供側もキーの貸出・返却手続きを省略できる。したがって、管理が容易になり、レンタルシステムの運営を効率的かつ円滑なものとすることができる。
【０１２５】
そのうえ、ＩＤカード２にレンタル車両番号、借り出しバッテリ番号、利用日、時間の各データが記憶されるので、レンタル利用者に対する課金や、車両およびバッテリの保守をＩＤカード２で行えるようになる。しかも、ＩＤカード２のみにより、バッテリ交換機８を利用して充電済みバッテリを交換できるようになり、バッテリ交換を手軽にできるようになる。
【０１２６】
次に、バッテリ交換機８の具体的構造例を説明する。図４２は、バッテリ交換機８の正面図、図４３はその右側面透視図、図４４は左側面透視図である。バッテリ交換機８のケース３００は、縦長に設けられ、上部に制御ユニット３０５が設けられる。中間部大部分にバッテリボックス３０６が横４列縦５段に設けられ、それぞれは前方へ向かって開放され、各入口上部にインジケータ３０７が設けられている。これらのバッテリボックス３０６は、全体が１枚のドア３０８で開閉される。
【０１２７】
ドア３０８はバッテリ交換機８の正面一側へ寄せて設けられ、ケース３００前面のドア３０８が設けられない他側部には操作関連部が設けられる。この部分は上から下へ向かって順に人検知センサ３１０、携帯無線電話機３１１、スピーカ３１２（図４３）、カードリーダ３１３、ディスプレイ３１４、バッテリスロット３１５が設けられている。ケース３００前面のバッテリボックス３０６上方には、蛍光灯などの照明機器３１６が設けられる。
【０１２８】
携帯無線電話機３１１はバッテリ交換機８が故障したときなど、管理者と連絡を取るときに使用される。スピーカ３１２は操作方法の音声ガイダンス等に使用され、また、トラブル時に警報音を発生するために使用される。カードリーダ３１３はＩＤカード２を挿入して格納情報等を読み書きする部分である。ディスプレイ３１４は光ガイダンス式パネルで構成される。したがって操作は音と光によりガイドされるようになっている。
【０１２９】
各バッテリボックス３０６はバッテリ５５の形状に合わせて奥行の深い穴になっており、その底部にはコネクタ３１７が設けられ、バッテリ５５を挿入するとコネクタ３１７と接触して充放電可能になっている。バッテリボックス３０６の穴の形状はさらに後述する。
【０１３０】
図４３および図４４に明らかなように、各バッテリボックス３０６は上下でバッテリ５５の挿入角が変わっており、本実施例では上３個と下２個がそれぞれ挿入角の同じ組をなし、上の組よりも下の組の挿入角が大きくなっている。ただし、このような組の分け方は任意であり、また組分けせず、個々のバッテリボックス３０６を下段から上段へ向かって、徐々に挿入角θ（水平に対する角をいうものとする）に小さくなるように設定することもできる。
【０１３１】
このように、バッテリ挿入口であるバッテリボックス３０６を下向きに傾ける手段を設けることによりバッテリ５５の出し入れを容易にできる。また、上下でバッテリボックス３０６の傾きを変化させたので、利用者の出し入れ作業の実際に適合させて各バッテリボックス３０６毎に最も出し入れがスムーズになるような挿入角を設定できる。そのうえ、各段のバッテリボックス３０６を全て平行に設ける場合よりもバッテリ交換機８の上下方向又は前後方向のスペースを短くしてコンパクト化できる。
【０１３２】
また、下側のバッテリボックス３０６を上側よりも下向きに大きく傾けたので、バッテリ５５を片手で持ってバッテリボックス３０６へ抜き差しするとき、最も手首への負担の少ないようにでき、人間工学的に適正な操作が可能になり、バッテリ５５の出し入れをスムーズにでき、少ない労力で最も出し入れし易い設定になる。
【０１３３】
さらに、バッテリ５５のハンドル８０を可動にしたので、上下方向の高さの異なるバッテリボックス３０６へバッテリ５５を出し入れする場合でも、ハンドル８０を持つ手首の角度をそれほど変化させずに他方の手でバッテリ５５の先端を上下左右へ振れば、バッテリ５５の先端側は軸８７を中心に上下へ任意に回動でき、バッテリボックス３０６の挿入角度へ容易に合わせることができる。
【０１３４】
バッテリスロット３１５はバッテリ５５のＩＤを識別するためのものであり、制御パート３０１の側方へ一つだけ設けられる。バッテリスロット３１５はバッテリボックス３０６の最下段とほぼ同じ高さに設置し、かつバッテリボックス３０６の最下段のものと比べてさらに挿入角が大きくなるように構成する。バッテリスロット３１５の内部にはバッテリ５５の情報チップ８５（図２，図３）から識別情報を取得するバッテリスロットアンテナ部３１８つまり情報認識手段としてのＩＤ検出器が設けられている。
【０１３５】
充電パート３０４（図３９参照）は充電用のＡＣ／ＤＣコンバータ３２０と、直流昇圧用のＤＣ／ＤＣコンバータ３２１で構成されている。充電パート３０４は発熱により高温になるため、仕切板３２２で上方部分と区分され、一側にフィルタ３２３を有する吸気口３２４を設け、他側に排風ファン３２５を設けることにより、内部に外気を通り抜けさせて換気している。
【０１３６】
また、バッテリスロット３１５の側方にも、同様のフィルタ３２６を有する吸気口３２７を設けてあり、上部の制御ユニット３０５の左右両側には排風ファン３２８、３２８を設けてある。さらに、バッテリボックス３０６の一側（本実施例では右側）に、各段毎の送風ファン３２９を上下１列に設けてある。
【０１３７】
これにより、バッテリスロット３１５下部近傍の吸気口３２６から内部へ入った外気は、送風ファン３２９により各段のバッテリボックス３０６を一側から他側へ向かって流れながら、充電により発熱している室内を冷却する。この冷却風はその後、上部に向かって排風ファン３２８に引かれて上方へ流れ、制御ユニット３０５を冷却して外部へ排出される。したがって、充電により高温になりがちなケース３００内を冷却し、特に熱に弱い制御ユニット３０５等の電子部品の高温化を防止できる。
【０１３８】
なお、バッテリのＩＤ読取部であるバッテリスロット３１５は、１０個の充電器３４０で共用できるように単一としたので、バッテリ交換機８を小型化、かつ安価にできる。また。バッテリスロット３１５をメカパート３０２および充電パート３０４と別にすることにより、これらの充電関連部による熱影響を受けにくくなる。同様に、返却部であるバッテリボックス３０６とバッテリスロット３１５を別々に設け、２０個のバッテリボックス３０６で単一のバッテリスロット３１５を共用したので、バッテリ交換機８を小型、かつ安価にできる。
【０１３９】
次に、前記バッテリボックス３０６の穴形状を説明する。図４５（ａ）は大容量（例えば８Ａｈ）のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図、図４５（ｂ）は中容量（例えば６Ａｈ）のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図、図４５（ｃ）は小容量（例えば４Ａｈ）のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図である。これらの図に示すように、容量違いのバッテリを受入可能にするため、予定される最大容量のバッテリ５５の寸法に合わせて、バッテリボックス３０６の穴つまり開口３０６Ａの形状を決定している。すでに述べたように、バッテリ５５の容量はバッテリセル８４の長さで対応しているため、容量違いのバッテリ５５であっても、バッテリボックス３０６の穴３０６Ａの形状は一定であり、すべての容量のバッテリに対応できる。すなわち、大容量のバッテリ５５が挿入されたときには、穴３０６Ａの全体が塞がれるが（図４５（ａ））、中容量および小容量のバッテリ５５が挿入されたときは、穴３０６Ａとバッテリ５５との間にはバッテリセル８４の高さ方向にギャップが残る（図４５（ｂ）（ｃ））。
【０１４０】
バッテリ５５の電極部８３ａ，８３ｂの位置はバッテリ５５の高さ方向（バッテリセル８４の長さ方向）中央部に設けたので、これに合せてバッテリボックス３０６内のコネクタを設定すれば、予定されるすべての容量のバッテリ５５に対して、バッテリボックス３０６は共用できる。
【０１４１】
次に、バッテリの有するＩＤ情報など固有情報の処理に関する他の実施形態を説明する。この実施形態はバッテリ単独のレンタルシステムへも展開可能にしたものである。但し、バッテリ交換機８側の構造は同じものを使用するので共通部分には同符号を用いる。
【０１４２】
図４６は、バッテリ交換機８におけるバッテリの固有情報処理に関するブロック図である。バッテリ交換機８は、制御手段３４０と通信手段３３５とを備える。制御手段３４０は、情報認識手段３５０と情報発信手段３６０とを備える。情報認識手段３５０は、非接触式のデータ通信装置、具体的にはバッテリスロット３１５であり、これによりバッテリ５５の記億情報にアクセスすることができる。情報認識手段３５０はバッテリ５５内の通信手段と情報を双方向に伝送し、バッテリ識別番号をチェックをしてバッテリ５５が正常なレンタル状態かどうかを調べる。情報認識手段３５０は、バッテリ５５が正常なレンタル状態であると認識すると、バッテリ５５に記億された利用者のレンタルＩＤ、最新レンタル年月日時、更新日、現在の残量等のリード信号Ｓｒを読み取り、これらの情報およびデータの認識信号Ｓｄを情報発信手段３６０に供給する。
【０１４３】
更に、情報認識手段３５０は、賃出し用の賃出バッテリ５５に対し、最新レンタルの年月日時、バッテリ残量等をライト信号Ｓｗにより貸出バッテリ５５に書き込み、これらの情報およびデータの認識信号Ｓｄを情報発信手段３６０に供給する。貸出し前には、そのバッテリの識別番号、バッテリ残量、その他バッテリの使用履歴等をリード信号Ｓｒ，Ｉｂから読み取り、情報発信手段３６０に認識信号Ｓｄ，Ｉｓを供給する。
【０１４４】
情報発信手段３６０は、ＬＣＤ，ＣＲＴ，ＬＥＤ，ＥＬ等のディスプレイ３１４と、スピーカ３１２と、バッテリボックス３０６の上部にＬＥＤ，ランプ等で表示するインジケータ３０７とに信号Ｄｓ，Ｓｓ，Ｆｓをそれぞれ供給する。表示信号Ｄｓはディスプレイ３１４に供給し、音声信号Ｓｓはスピーカ３１２に供給し、点滅信号Ｆｓはインジケータ３０７に供給する。
【０１４５】
情報認識手段３５０は、バッテリ５５内の記億手段に記憶されている当該バッテリの使用履歴のデータをも読み取る。また、端子コネクタ（図示せず）を備え、バッテリ５５の電気的特性の測定と充電を行う。情報認識手段３５０は、バッテリ５５の端子８３ａ，３７１，８３ｂ（図４７参照）等に対応する端子コネクタからバッテリ残量等を代表する電池信号Ｉｂを得る。そして、この電池信号Ｉｂに応答してバッテリ５５の端子８３ａ，８３ｂに対応する端子コネクタからチャージ信号Ｃｂを送出し、充電に必要な処理を行う。情報認識手段３５０は、バッテリ温度、記億手段５５Ａの記億情報などのバッテリ５５の固有情報を電池信号Ｉｂから得て、バッテリ５５から読み取った固有情報を情報信号Ｉｓとして情報発信手段３６０に供給する。
【０１４６】
バッテリ交換機８の通信手段３３５は、変調回路、クロック回路、発信回路およびフォトカプラ等で構成した、例えばモデムのような双方向性の伝送器からなり、情報認識手段４からのリード信号Ｓｒや電池信号Ｉｂからなる情報信号Ｍｔを変調し、例えば、パルス信号等として送信信号Ｃｓを通信回線９を介して中央処理装置１に供給する。
【０１４７】
また、中央管理装置１から通信回線９を介して供給される、例えばパルス信号等の受信信号Ｂｓを復調して処理信号Ｍｒを制御手段３４０７に供給する。この処理信号Ｍｒに基づいて、制御手段３４０７内の情報認識手段３５０はバッテリ５５にチャージ信号Ｃｂを供給する。一方、所定期間内の充放電回数が余りに多い場合は、当該バッテリ５５の充電を行わないようにしてもよく、または当該利用者にバッテリ５５のレンタルサービスを行わないようにしてもよい。
【０１４８】
中央管理装置１は、バッテリ交換機８でのデータについて送信信号Ｃｓを通信回線９を介して受け、必要なデータについての受信信号Ｂｓを通信回線９を介してバッテリ交換機８に供給する。中央管理装置１は、コンピュータを備えて集中管理を行い、利用者、レンタルバッテリ、バッテリ交換機８、バッテリ５５の充電のための測定と実行命令、バッテリ寿命、使用料金の徴収等の管理を行う。中央管理装置１は、利用者のＩＤ、貸出バッテリの識別番号および貸出時の残量、返却時の残量、使用量、住所、年齢、電話番号、性別、契約口座、レンタル回数、使用料金等をレンタル者の情報としてデータベース管理を行う。中央管理装置１は、バッテリの売上、利用回数、充放電回数、充電日時、充放電量とこれらのデータからの寿命および交換の要否等のバッテリのデータベース管理を行う。その他、各バッテリ交換機８の稼働率および回転率、利用者の行動範囲およびパターンにより利用実態と今後の事業展開等のデータを管理する。
【０１４９】
バッテリ５５の端子８３ｂ，４０７，８３ａは、それぞれ電源供給用プラス端子、電気測定用端子、電源供給用マイナス端子である。電気測定用端子４０７は複数の端子から構成してもよい。記億手段５５Ａは、バッテリ５５の識別番号および固有情報を記憶する。固有情報は、返却日時、充放電回数、レンタル日時（貸出日時）、バッテリ温度、バッテリ残量のデータ等からなる。バッテリ識別番号は、製造番号および製造年月日等からなる。
【０１５０】
なお、固有情報にバッテリ識別番号やレンタルＩＤを含めてもよい。バッテリ５５の固有情報は、電気測定用端子４０７を介した情報発信手段３６０と通信手段３３５との通信により、バッテリ交換機８に供給される。電源供給用プラス端子８３ｂと電源供給用マイナス端子８３ａを用いて、バッテリ残量の測定や充電が行われる。バッテリ５５の側面にバーコードを張リ付け、無人パワーステーション（バッテリ交換装置）８にバーコードリーダを備えて、バッテリ５５を識別するための情報を更に付加してもよい。
【０１５１】
図４７は、バッテリ５５の簡易構成図である。バッテリ５５は、制御回路５５Ｃ、バッテリ本体５５Ｂ、温度センサ５５Ｄ（サーミスタ４０５）、記憶手段５５Ａ、送受信部５５Ｅ、およびフューズ５５Ｆ（フューズ４０４）を備える。さらに、電源供給用プラス端子８３ｂ、電気測定用端子４０７、および電源供給用マイナス端子（接地用端子）８３ａを備える。
【０１５２】
電源供給用プラス端子８３ｂは、フューズ５５Ｆを介して制御回路５５Ｃおよびバッテリ本体５５Ｂに接続される。バッテリ本体５５Ｂは、繰り返し充電が可能なニッケル−カドミウム電池等からなる。制御回路５５Ｃは複数個のＬＥＤまたはバーグラフメータを備え、バッテリ本体５５Ｂのバッテリ残量を検出して、前記ＬＥＤまたはバーグラフメータで表示すると共に、バッテリ残量を示す残量検出信号を送受信部５５Ｅに供給する。制御回路５５Ｃは、バッテリ本体５５Ｂの異常を検出して、異常検出信号を送受信部５５Ｅに供給する。バッテリ本体５５Ｂのマイナス端子８３ａは制御回路５５Ｃに接続され、制御回路５５Ｃ内のショート用抵抗（シャント抵抗）を介して電源供給用マイナス端子８３ａに接続されている。
【０１５３】
記億手段５５Ａは、バッテリ５５の使用履歴を記憶するメモリ５５ＡＪと、バッテリ識別番号を記憶するメモリ５５ＡＩとを備える。メモリ５５ＡＪは使用履歴として、返却日時、一定期間内の充放電回数、およびレンタル日時（貸出日時）をそれぞれ単独でまたは組み合わせで記憶する。記憶手段５５Ａは、メモリ５５ＡＪまたはメモリ５５ＡＩに固有情報（残量（貸出し時残量、現在の残量）、充放電回数、使用回数等）をも記憶するようにしてもよい。
【０１５４】
制御回路５５Ｃは、バッテリ本体５５Ｂの端子間電圧を監視して、バッテリ本体５５Ｂが充電されたことを検出すると、フル充電を示す充電検出信号をメモリ５５ＡＪに供給する。メモリ５５ＡＪは、充電検出信号を受けたことを記憶する。温度センサ５５Ｄは、バッテリ本体５５Ｂの温度を検出して、その温度検出信号を送受信部５５Ｅに供給する。記億手段５５Ａの使用履歴のデータおよびバッテリ識別番号のデータは、送受信部５５Ｅからアクセスできるようになっている。
【０１５５】
送受信部５５Ｅは、メモリ５５ＡＪからの使用履歴のデータ、メモリ５５ＡＩからのバッテリ識別番号のデータ、制御回路５５Ｃからの故障検出信号および残量検出信号に基づくデータ、温度センサ５５Ｄからの温度検出信号に基づくデータ等、または記憶手段５５Ａの記憶情報等を電気測定用端子４０７を介して、バッテリ５５の外部に伝送する。但し、制御回路５５Ｃは、残量検出信号を送受信部５５Ｅに供給しない構成とし、バッテリ残量はバッテリ交換機８で端子コネクタを介して検出する構成としてもよい。
【０１５６】
図４８は、送受信部５５Ｅの簡易構成図である。送受信部５５Ｅは、リレーＲＹ、ダイオ一ドＤ、ツェナーダイオ一ドＺＤ、抵抗Ｒ、電界コンデンサＣｅ、コンデンサＣ、トランジスタＴｒ、および通信手段５５Ｔとを備えている。リレーＲＹの共通接点は電気測定用端子４０７に接続され、リレーＲＹのブレーク接点は温度センサ５５Ｄに接続され、リレーＲＹのメーク接点は通信手段５５ＴのＱ端子に接続されている。
【０１５７】
電気測定用端子４０７には、温度センサ５５Ｄの出力信号が供給される。一方、電気測定用端子４０７に、外部（例えばバッテリ交換機８）から短時間だけ降伏電圧を超えるプラス電位を与えると、電界コンデンサＣｅが充電されると共に、通信手段５５Ｔの電源用端子Ｖに電圧が印加されて通信手段５５Ｔが起動される。
【０１５８】
電界コンデンサＣｅを電源としてその充放電を利用し、抵抗ＲおよびコンデンサＣで決まる所定時間だけトランジスタＴｒをオンすることで、前記所定時間だけリレーＲＹをオンする。その結果、リレーＲＹの可動部が移動して温度センサ５５Ｄと電気測定用端子４０７が遮断され、Ｌ電気測定用端子４０７と通信手段５５Ｔの通信用端子Ｑが前記所定時間だけ接続される。電気測定用端子４０７からは、通信手段５５Ｔを介して、記憶手段５５Ａのデータ（または記憶情報）と制御回路５５Ｃからのデータ（または制御回路５５Ｃ本体）が、前記所定時間の問にアクセス可能となる。
【０１５９】
図４９は、電動車両用のバッテリの他の例の構成図であり、図４７と同符号は同一又は同等部分を示す。このバッテリ５５は、通信手段５５Ｔを備え、電気測定用端子４０７は複数の端子、つまり通信手段５５Ｔの電源供給用の端子５５Ｖ、通信手段５５Ｔの通信用端子Ｑに接続された端子５５Ｑ、および温度センサ５５Ｄからの温度検出信号を出力する端子５５Ｓを有する。
【０１６０】
制御回路５５Ｃは、バッテリ残量を示す残量検出信号を通信手段５５Ｔの端子Ｄ３に供給する。
【０１６１】
制御回路５５Ｃは、バッテリ本体５５Ｂの異常を検出して、異常検出信号を通信手段５５Ｔの端子Ｄ３に供給する。制御回路５５Ｃは、残量検出信号を通信手段５５Ｔに供給しない構成であってもよい。この場合、バッテリ残量はバッテリ交換機８で端子コネクタを介して検出することができる。
【０１６２】
温度センサ５５Ｄは、バッテリ本体５５Ｂの温度を検出して、当該温度を示す温度検出信号を端子５５Ｓに出力する。記憶手段５５Ａの使用履歴のデータおよびバッテリ識別番号のデータは、通信手段５５Ｔからアクセスできるようになっている。
【０１６３】
通信手段５５Ｔは、メモリ５５ＡＪからの使用履歴のデータ、メモリ５５ＡＩからのバッテリ識別番号のデータ、制御回路５５Ｃからの故障検出信号および残量検出信号に基づくデータ、温度センサ５５Ｄからの温度検出信号に基づくデータ等または記憶手段５５Ａの記憶情報を電気測定用端子４０７（特に端子５５Ｑと端子５５Ｓ）を介して、バッテリ５５の外部に伝送する。例えば、バッテリ交換機８に伝送する構成、または中央管理装置１に直接に伝送する構成としてもよい。
【０１６４】
以上、本実施形態では、電動車両としての電動アシスト自転車に本発明のバッテリを搭載した例を示したが、本発明はこれに限定されず、充電式バッテリを使用する車両や一般産業用機器、家庭用機器等に広く適用して省スペースに貢献することができる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜請求項７の発明では、バッテリ容量はバッテリセルの長さで対応するようにした。したがって、略直方体のバッテリケースは、収納されるバッテリセルの長手方向に対応する方向の寸法だけをバッテリ容量に応じて設定させればよい。すなわち、残りの部分の寸法は被搭載車両等に適合するように自由に設定できる。例えば、二輪車の電源としてバッテリを搭載する場合に、このバッテリを、シートポストと後輪との間等の狭いスペースを有効に利用し、ホイールベースを大きくすることなく設置できる。
特に、バッテリを充電・交換するためのパワーステーションのバッテリ受入口の形状や接点構造をバッテリ容量に応じて変更することなく、共通化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シートポストと後輪との間にバッテリを搭載した電動アシスト式自転車の側面図である。
【図２】  バッテリの側面図である。
【図３】  バッテリの一部切り欠き正面図である。
【図４】  バッテリの上面図である。
【図５】  バッテリの底面図である。
【図６】  バッテリの断面図である。
【図７】  大容量バッテリの断面図である。
【図８】  中容量バッテリの断面図である。
【図９】  バッテリの取付け構造を示すパワーユニットの側面図である。
【図１０】  バッテリとシートポストとの取付け構造を示す図である。
【図１１】  本実施例に係るレンタルシステムの全体の概念図である。
【図１２】  そのシステムの基本的な流れを示す図である。
【図１３】  ＩＤカードのメモリマップを示す図である。
【図１４】  ＩＤカードへ書き込まれる許可フラグを示す図である。
【図１５】  受付ステーションを示す斜視図である。
【図１６】  受付ステーションの制御系における構成ブロック図である。
【図１７】  貸し出し処理までのフローチャートである。
【図１８】  利用者の趣味、嗜好データの説明図である。
【図１９】  タッチパネルディスプレイの表示例を示す図である。
【図２０】  タッチパネルディスプレイの他の表示例を示す図である。
【図２１】  レンタルシステムに使用される電動アシスト式自転車の側面図である。
【図２２】  フロントバスケットの正面図である。
【図２３】  フロントバスケットの平面図である。
【図２４】  フロントバスケット各部の組付斜視図である。
【図２５】  カードリーダの平面図である。
【図２６】  カードリーダの側面図である。
【図２７】  カードキーシステムの構成を示すブロック図である。
【図２８】  電動車両に設けられている中央処理部の制御系ブロック図である。
【図２９】  カードキーシステムのフローチャートである。
【図３０】  カードリーダとバッテリ収納ボックスとの取付構造を示す図である。
【図３１】  バッテリ収納ボックスの車体側取付構造を示す図（その１）である。
【図３２】  バッテリ収納ボックスの車体側取付構造を示す図（その２）である。
【図３３】  バッテリロック部の構造を示す分解斜視図である。
【図３４】  パーキングロックの構造を示す断面図である。
【図３５】  電動アシスト式自転車におけるパワーユニットの縦断側面図である。
【図３６】  電動アシスト式自転車におけるパワーユニットの横断側面図である。
【図３７】  パワーユニットの要部断面図である。
【図３８】  スライダインナーとクラッチ内輪の係合状態を示す拡大図である。
【図３９】  バッテリ交換機の構成を示すブロック図である。
【図４０】  バッテリ交換機における制御系のブロック図である。
【図４１】  バッテリ交換機の動作を示すフローチャートである。
【図４２】  バッテリ交換機の正面図である。
【図４３】  バッテリ交換機の右側面透視図である。
【図４４】  バッテリ交換機の左側面透視図である。
【図４５】  バッテリボックスの開口形状を示す図である。
【図４６】  バッテリ固有情報の処理に関するブロック図である。
【図４７】  バッテリ側情報格納部の構成図である。
【図４８】  バッテリの個人情報格納部の構造図である。
【図４９】  バッテリの個人情報格納部の他の例の構造図である。
【符号の説明】
１…中央管理装置、２…ＩＤカード、５…受付ステーション、６…駐車場、７…電動車両、８…バッテリ交換機、３０…車体フレーム、３６…モータ、４２…シートポスト、４６…クランク軸、５４…バッテリケース、５４Ａ…バッテリ収納ボックス、５５…バッテリ、５６…パーキングロック、６０…カードリーダ、７０…バッテリロック用ソレノイド、７１…パーキングロック用ソレノイド、８０…ハンドル、８３ａ，８３ｂ…電極部、８４…バッテリセル、８５…情報チップ、１３５…ロック部、３０６…バッテリボックス、３１５…バッテリスロット、３１８…情報認識手段、４１３…バッテリ受皿、４１４…コネクタ部、４１５ａ，４１５ｂ…コネクタ本体、４１７…バッテリロック、４１８…バッテリロック用のアーム、４１９…ロック解除装置、４２０…キー穴、
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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