JP2000340191A - 充電式バッテリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ交換装置への出し入れの操作性を考
慮したバッテリを提供すること。 【解決手段】 バッテリ２はほぼ四角柱状のバッテリパ
ック２６内に複数のバッテリセルを内蔵してなる。バッ
テリパック２６は割面２７に対して対称形状であり、そ
の横断面形状は短辺が手のひらサイズに設定されてい
て、つかみやすくなっている。頂部にはバッテリ交換装
置の収納部のロック手段と係合する穴３０が形成されて
いて、前記収納部での保持を確実にしている。底面の筋
状凸部３１は前記収納部でのバッテリ２の摺動性を高め
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電式バッテリに
関し、特に、電動車両の電源として電動車両に搭載され
る充電式バッテリに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人の脚力を補助するため、電動機
を補助動力源として搭載した自転車（以下、「電動アシ
スト自転車」という）が利用されている。この電動機に
は、充電を繰り返して再使用することができるニッケル
−カドミウム電池等のバッテリが電源として使用され
る。

【０００３】ところで、電動アシスト自転車のユーザが
バッテリを個人的に所有した場合、充電等の管理を自己
で行わなければならない煩わしさがある。この煩わしさ
を解消するため、バッテリの充電を集中して管理するシ
ステムが考えられる。例えば、電動アシスト自転車のユ
ーザが、集中管理されているバッテリを借り受けて使用
し、バッテリが消耗したならば、そのバッテリを返却し
てフル充電されたバッテリを新たに借り受けるバッテリ
交換システムが考えられる。

【０００４】特開平１０−２９３８７４号公報には、登
録されたユーザに対して、バッテリの貸出しおよび返却
を自動的に行うバッテリ交換装置が開示されている。こ
のようなバッテリ交換装置を随所に配備することによ
り、ユーザは充電や保管等のバッテリ管理の煩わしさか
ら解放されるだけでなく、バッテリ消耗を気にすること
なく広い範囲で電動アシスト自転車を利用することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のバッテリは、持
ち運びに便利なように把持部（ハンドル）が設けられて
いたり、電動アシスト自転車等に搭載するのに都合がよ
い形状・サイズになっていたりしていた。しかし、上述
のように集中管理されているバッテリ交換装置への収納
や、収納のための取扱いの作業性や利便性については、
特に考慮されていなかった。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決し、バッテリ
交換装置に収納するのに都合がよい充電式バッテリを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数のバッテリセルを略四角柱状のバッテ
リパックに収納した充電式バッテリにおいて、前記バッ
テリパックは、その横断面形状が略長方形であり、該略
長方形の短辺が手のひらサイズであるとともに、該短辺
を２等分する位置に設定された割面に対して略対称形状
に形成され、かつ、前記短辺を含む面に対して進退する
ロック手段に係合するように、前記割面に対して対称に
形成された係合穴を有している点に第１の特徴がある。

【０００８】第１の特徴によれば、バッテリを手のひら
サイズにしたので、取っ手等の付加部材を設けなくとも
容易に取扱うことができる。したがって、電動アシスト
自転車への搭載や取り外しの際だけでなく、例えば、バ
ッテリを充電するバッテリ交換装置への挿入や取出しの
際の操作性が向上する。しかも、バッテリの外部に出っ
張り部分がないのでバッテリ交換装置のバッテリ収納部
の形状も単純化できる。また、バッテリパックの係合穴
は、バッテリ交換装置にロック手段を設けた場合に、バ
ッテリをこのロック手段によって確実に保持できる。さ
らに、バッテリパックは割面に対して対称に形成されて
いるので、成型等による製造時に型の設計工数等の低減
を図ることができる。

【０００９】また、本発明は、前記バッテリセルに接続
された一対の端子を具備し、前記一対の端子は、前記略
四角柱状バッテリパックの長手方向の一端面に、前記割
面に対して各端子が対称に位置するように配置され、該
バッテリパックに挟持された点に第２の特徴がある。第
２の特徴によれば、バッテリパックの形状を対称にする
ことがより容易であり、第１の特徴が一層生かされる。

【００１０】また、本発明は、前記係合穴が形成された
面と反対側の面に第２係合穴が形成され、前記係合穴お
よび第２係合穴は、当該バッテリを電源とする機器に電
力を供給するためのアダプタに適合するように設定され
ている点に第３の特徴がある。第３の特徴によれば、当
該バッテリを電源とする機器にアダプタを用いて接続す
る場合に、バッテリパックの対向面に設けられた係合穴
で確実にアダプタを保持することができる。

【００１１】また、本発明は、前記係合穴が形成された
面と反対側の面に、前記割面に対して対称に形成され、
前記バッテリパックの長手方向に延びた筋状凸部を具備
した点に第４の特徴がある。第４の特徴によれば、前記
筋状凸部を形成したバッテリパックの面を他の部材、例
えばバッテリ交換装置のバッテリ収納部に当接摺動させ
やすくなる。したがって、バッテリをバッテリ収納部へ
出入する際の操作性が良好になる。

【００１２】さらに、本発明は、互いに対称に形成され
た前記筋状凸部の間に意匠シールが貼付されている点に
第５の特徴があり、前記意匠シールが、リサイクルシー
ルである点に第６の特徴がある。第５の特徴によれば、
意匠シールは筋状凸部で保護されて傷や汚れがつきにく
くなる。また、第６の特徴によれば、第５の特徴と相俟
って、当該バッテリが、リサイクル可能品であることを
ユーザに容易に知らしめることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリの
充電を行うバッテリ交換装置を示す正面図、図２は同側
面断面図である。図において、バッテリ交換装置１は、
外形が直方体をなす筐体からなる。この筐体は、複数の
バッテリ２、コントローラ（電源装置および制御装置か
らなる）３とを収容するスペースを有する本体１ａと、
本体１ａに対して開閉自在な蓋体１ｂとからなる。な
お、バッテリ２は複数のバッテリセルを樹脂等のケース
内に装填したバッテリパックとして構成される。

【００１４】本体１ａには、バッテリ２を１つずつ収納
した収納部としてのスロット４が設けられており、スロ
ット４はそれぞれ横に６列、縦に５段設けられている。
すなわち、本実施形態のバッテリ交換装置１は合計３０
個のバッテリを同時に収容可能である。スロット４はバ
ッテリ２の保持機構（詳細は後述）５を有している。ス
ロット４の底部つまり奥の壁面にはバッテリ充電のため
の端子６が設けられていて、この端子６は充電器７に接
続されている。

【００１５】スロット４はバッテリ２が挿入されたこと
を検出するセンサ手段（後述のリミットスイッチ５６）
を有していて、バッテリ２の挿入が検出されたならば充
電器７を付勢して該バッテリ２の充電を行う。バッテリ
２の検出、充電の開始指示等は前記コントローラ３によ
って実行できる。コントローラ３の制御装置は、バッテ
リ２の充電が完了した場合、どのスロット４に充電済み
バッテリが収納されているかが認識できるレジスタを含
む制御手段を有している。このレジスタの内容によって
後述の表示手段による充電バッテリ表示が行われる。な
お、充電器７は個々のスロット４にそれぞれ別個に設け
るのではなく、例えば、３つのスロットで１つの充電器
７を共用することができる。

【００１６】本体１ａの上部背面には排気用のファン８
が設けられている。バッテリ交換装置１に空調手段を設
けると、そのために大きいスペースをとることになり、
屋内での使用に適しない。そこで、本実施形態では、ス
ペースを大きくとる空調手段を用いず、ファン８で外気
（設置場所の雰囲気）との換気をするだけにした。その
結果、後述のようにバッテリ交換装置１の小型化が達成
されている。

【００１７】蓋体１ｂには、スロット４の配置に対応し
て横長の窓９が５段設けられていて、この窓９には６列
のスロット４の前面を一体的に覆う共通の扉１０が設け
られている。扉１０は透明の樹脂板で形成でき、上部に
設けたヒンジ１１によって開閉自在に支持されている。
窓９の縁には、扉１０を閉じたときにこの扉１０の下端
部裏面が当接するストッパ１２が設けられている。スト
ッパ１２は緩衝機能があるゴム等の弾性材料であるのが
好ましい。また、窓９には各スロット４に対応して表示
灯（例えばＬＥＤ）１３が設けられていて、この表示灯
１３が点灯または点滅しているスロット４およびこのス
ロット４に収容されているバッテリ２に関してユーザが
アクセス可能である。図１においては図の繁雑を避ける
ため最下段のスロットについてのみストッパおよび表示
灯を示す符号１２，１３を付している。

【００１８】バッテリ２を収納するスロット４は、上述
の数に限らないのはもちろんである。また、窓９は横長
に限らず、スロット４の列に合わせて縦長としてもよ
い。この場合、扉１０も縦長となり、上下方向に伸びた
回動軸を有するヒンジで支持するのがよいのはもちろん
である。さらに、スロット４の数に応じて必要な数の窓
９だけに開閉自在な扉１０を設けることとし、スロット
４の数が少ない場合は、使用しない窓９に蓋を取付けて
塞いでおくようにしてもよい。そして、スロット４を増
設した場合は、これに応じて、塞いであった窓９を開放
し、そこに扉１０を取付ければよい。

【００１９】蓋体１ｂの上部には表示パネル１４が形成
され、電源ランプ１５、準備中表示器１６、操作手順表
示器１７，１８，１９、カード返却ランプ２０、および
カード使用残数表示器２１が設けられている。準備中表
示器１６ならびに操作手順表示器１７，１８，１９は、
予めメッセージを書込んだ文字板と、この文字板を照射
するランプとからなる。準備中表示器１６には「準備
中」の文字が、操作手順表示器１７には「充電池を点灯
の所に入れて下さい」の文字が、操作手順表示器１８に
は「カードを入れて下さい」の文字が、操作手順表示器
１９には「点滅の所から充電池を取出して下さい」の文
字がそれぞれ表示される。蓋体１ｂの最上段の窓９の側
部にはプリペイドカードを挿入するための挿入口２２が
形成されている。挿入口２２には、開閉自在な透明樹脂
カバー２２ａを設けることができる。

【００２０】バッテリ交換装置１の下部には、脚２３が
設けられている。このバッテリ交換装置１の高さＨは１
２０ｃｍ、奥行Ｄは４５ｃｍ、幅Ｂは７２．５ｃｍであ
る。これらの寸法のうち、特に、高さＨは、人間工学的
にみたバッテリ２の出し入れ容易性や、コンビニエンス
ストア等の店舗に設置した場合の見通しの確保ならびに
他の商品陳列台と共に配列したときの美観を考慮して決
定するのが好ましく、１２０ｃｍの前後１０ｃｍの範囲
であるのが好ましい。

【００２１】次に、バッテリ交換装置１の動作について
説明する。バッテリ交換装置１は、充電済みのバッテリ
２がない場合は準備中表示器１６をオンにして「準備
中」の文字を表示している。充電済みバッテリ２を貸出
しできる場合は、準備中表示器１６をオフにして「準備
中」の文字を消し、これに代わって操作手順表示器１７
をオンにして「充電池を点灯の所に入れて下さい」の文
字を表示する。また、この表示と共に、空きスロット４
に対応した表示灯１３を点灯させる。空きスロット４が
複数あるときは、それらのすべての表示灯１３を点灯さ
せてもよいし、各スロット４が平均して利用されるよう
にスロット４のうち１つを選択して表示灯１３を点灯さ
せてもよい。

【００２２】図３はバッテリ交換の処理を示すフローチ
ャートである。この処理はコントローラ３内の制御装置
（マイクロコンピュータを含む）によって実行される。
ステップＳ１では、バッテリ２がスロット４に入ったか
否かが判別される。バッテリ２が入れられたならばステ
ップＳ２に進み、受入れたバッテリ２が純正なものかど
うかをチェックする。バッテリ２が純正のものであっ
て、かつ異常がない場合（ステップＳ３が否定）はステ
ップＳ４に進む。なお、異常の際に点灯して注意を促す
警告ランプを前記蓋体１ｂに設けることができる。

【００２３】ステップＳ４では操作手順表示器１８をオ
ンにして操作手順表示器１７をオフにする。これによっ
て、「充電池を点灯のところに入れて下さい」の文字は
消え、代わりに「カードを入れて下さい」の文字が表示
される。ステップＳ５では、プリペイドカードが前記挿
入口２２に挿入されたか否かを判断する。カードが挿入
されたならばステップＳ６に進み、挿入されたカードの
チェックを行う。具体的には、受入れたカードがバッテ
リ交換装置１に適合し、予定の貸出し条件に合致した適
正なプリペイドカードであるか否かを判断し、正しいカ
ードの場合に料金を減算して残数をカード使用残数表示
器２１に表示する。

【００２４】ステップＳ７では、操作手順表示器１８を
オフにし、操作手順表示器１９をオンにする。これによ
って、「カードを入れて下さい」の文字は消え、代わり
に「点滅の所から充電池を取り出して下さい」の文字が
表示される。この「点滅の所から充電池を取り出して下
さい」の文字の表示と共に、充電済みバッテリ２が収容
されているスロット４に対応した表示灯１３を点滅させ
る。

【００２５】充電済みバッテリ２が複数あるときは、そ
れらのすべてに対応するスロット４の表示灯１３を点滅
させてもよいし、すべてのスロット４がまんべんなく利
用されるように、例えばランダムにスロット４の１つを
選択して表示灯１３を点滅させてもよい。ステップＳ８
では、バッテリ２が取り出されたか否かが判断される。
バッテリ２が取出されたならばステップＳ９に進み、カ
ード返却ランプ２０をオンにしてカードを返却する。

【００２６】上述の例では、バッテリ交換装置１を利用
するためにプリペイドカードを使用するようにしたが、
予め登録ユーザにだけ発行されたＩＤカードが使用され
た場合にのみバッテリ２の交換をできるようにしてもよ
い。

【００２７】バッテリ交換装置１は複数台を集中して管
理するようにしてもよい。図４は複数のバッテリ交換装
置１を集中して管理するバッテリ・レンタルシステムの
構成図である。バッテリ交換装置１はネットワーク２４
を介して管理装置２５に接続されている。バッテリ交換
装置１は、例えばコンビニエンスストア等に配備されて
おり、管理装置２５は複数台のバッテリ交換装置１を集
中して管理している。ユーザはシステム提供者と契約し
てユーザ登録し、ＩＤカードの発行を受ける。ＩＤカー
ドが使用された場合、バッテリ交換装置１はＩＤカード
に記述された情報を認識し、管理装置２５との通信によ
りユーザの個人情報をやり取りしてバッテリ２の受付け
（返却）や貸出しを行う。このようなバッテリ・レンタ
ルシステムについては本出願人による先願（特開平１０
−２９３８７４号）に詳述されている。また、プリペイ
ドカードやＩＤカードに限らず、現金を受付けてバッテ
リ交換に応じるようにしてもよいのはもちろんである。

【００２８】図５は、バッテリ２の斜視図であり、図６
はバッテリ２の正面図、図７は同底面図である。これら
の図において、バッテリ２は複数のバッテリセル（図示
せず）、およびバッテリセルを収容した略直方体のバッ
テリパック２６を有している。バッテリパック２６は、
その長手方向に沿った割面２７で２分割されたパック部
分２６Ｒ，２６Ｌからなり、これらパック部分２６Ｒ，
２６Ｌは割面２７を境に対称形状に形成されている。パ
ック部分２６Ｒ，２６Ｌの形状を割面２７に対して対称
とすることにより、例えば、パック部分２６Ｒ，２６Ｌ
を成型するときの型の設計が容易になる。

【００２９】バッテリ２の正面には、バッテリセルの正
極および負極にそれぞれ接続される端子２８，２９が、
前記割面２７に対して対称位置に露出して配置されてい
る。バッテリパック２６の正面寄り頂部にはスロット４
に設けられるロック装置（後述する）に係合する係合穴
３０が形成されている。また、バッテリ２をスロット４
に収容するときのスロット４の壁面との摺動性、および
収容した後の安定性を確保するため、バッテリパック２
６ａの底面には長手方向に延びた２条の筋状凸部３１が
形成されている。

【００３０】パック部分２６Ｒ，２６Ｌはネジ孔３２，
３３を利用してボルト３３Ａ（図７）で一体に組み付け
ることができる。溝３４は持ち運びの際の手掛かりとな
り、把持操作性の向上に貢献する。また、バッテリパッ
ク２６の横断面形状の寸法は、人が手でつかみ易いよう
に、いわゆる手のひらサイズに設定されているのがよ
い。例えば、正面から見たときの高さｈは約８０ｍｍで
あり、幅ｂが手のひらサイズの約５５ｍｍであり、通常
の成人男女の平均的な手のひらのサイズと略同等となっ
ている。

【００３１】バッテリパック２６を横に貫通した孔３５
は、バッテリ２を電動アシスト自転車に搭載したとき
に、鍵の一部をなすワイヤまたはロープ部分を通すのに
利用できる。また、バッテリパック２６の角に形成され
た段部分３６はバッテリ２を電動アシスト自転車に搭載
したときに、バッテリ２を車体に固定するのに利用され
る引掛部となる。バッテリ２を電動アシスト自転車に搭
載した例は図１７等に関して後述する。バッテリパック
２６の底面には、前記筋状凸部３１で挟まれた領域にバ
ッテリ２の種類、製造者名、取扱注意表示等を記載した
シール（意匠シール）３７が貼付けられている。このシ
ール３７は筋状凸部３１間に貼ることにより、スロット
４内への挿入や取出しの際に筋状凸部３１で保護され、
傷みにくいという利点がある。

【００３２】バッテリパック２６の形状をさらに説明す
る。なお、パック部分２６Ｒ，２６Ｌは対称形状である
ので、パック部分２６で代表して説明する。図８はバッ
テリパック２６のパック部分２６Ｒの側面図、図９は同
内面図、図１０は要部断面（図９のＡ−Ａ断面）図であ
り、図５と同符号は同一部分を示す。特に、図９および
図１０において、パック部分２６Ｒの内面にはリブ３８
が設けられ、パック部分２６Ｒの補強、収容されるバッ
テリセル３９の位置決め、および緩衝に供することがで
きる。なお、リブ３８の形状はこれに限定されない。

【００３３】図９において、バッテリセル３９は一部の
みを想像線で示しているが、さらに図示した数以上のも
のが、例えば熱収縮性チューブ等で一体に形成されてバ
ッテリパック２６に装填されている。パック部分２６Ｒ
の正面側の壁面には前記端子２９を固定するための多段
の溝４０が形成されている。

【００３４】バッテリ２の端子近傍をさらに説明する。
図１１はバッテリパック２６の要部正面図であり、図１
２はバッテリパック２６の要部断面図である。端子２
８，２９は樹脂製のアタッチメント４１に所定の間隔を
保持して組付けられている。端子２８，２９にはネジ部
があり、このネジ部にはバッテリセル３９との接続のた
めのケーブル３９ａ，３９ｂを締結するためのナット４
２が螺装されている。

【００３５】アタッチメント４１はパック部分２６Ｒ，
２６Ｌの多段溝４０に嵌合され、両者に挟まれて固定さ
れる。端子２８，２９の端部はパック部分２６Ｒ，２６
Ｌの孔４２Ａから外側に臨んでいる。なお、バッテリセ
ル３９とパック部分との間にはゴム等の弾性材料からな
るクッション３９ｃが配設されている。バッテリパック
２６には、スロット４のロックロッド（後述）と係合さ
れる係合穴３０が形成されるほか、この係合穴３０が形
成されている面とは反対側の面にもうひとつの係合穴３
０Ａが形成することができる。これら係合穴３０，３０
Ａの機能については後述する。

【００３６】次に、スロット４の構造を説明する。図１
３は、バッテリ保持機構を含むスロット４の側面図、図
１４はスロット４の要部横断面図、図１５はスロット４
の内面を示す透視図である。これらの図において、スロ
ット４にはバッテリ２の挿入が容易となるようにテーパ
４３ａを施した入口部材４３が設けられ、この入口部材
４３は板金加工によって形成されたスロット本体４４
に、ボルト４３ｂで固定されている。スロット本体４４
は、バッテリ２を収容するスペースを確保するための下
板４４ａおよび上板４４ｂからなる。上板４４ｂはバッ
テリ保持機構５を搭載するベースを兼ねている。上板４
４ｂ上には上下動自在なロックロッド４５と、ロックロ
ッド４５を上下動させるアーム４６と、アーム４６を一
方に付勢するソレノイド４７と、アーム４６をソレノイ
ド４７による付勢方向とは逆方向に付勢する引張コイル
ばね４８とを有する。

【００３７】ロックロッド４５は部材４９，５０によっ
て上下動自在に支持されており、アーム４６はピボット
軸５１ａによって部材５１に回動自在に支持されてい
る。アーム４６の一端はフォーク状に二叉になってい
て、その二叉がロックロッド４５のピン４５ａに係合し
ている。アーム４６の他端には引張コイルばね４８の一
端が引掛けられていて、引張コイルばね４８の他端は部
材５２に引掛けられている。ピボット軸５１ａと引張コ
イルばね４８一端の引掛部との中間部には連結ロッド５
３の一端が引掛けられていて、連結ロッド５３の他端は
ソレノイド４７のプランジャ５４に引掛けられている。

【００３８】部材５２にはピボット軸５５ａで支持され
た揺動板５５が設けられている。この揺動板５５の一端
はリミットスイッチ５６のアクチュエータ５６ａに当接
可能に設定されており、他端はスロット４に挿入された
バッテリ２の上面に当接可能に設定されている。揺動板
５５の前記他端はねじりコイルばね５７でバッテリ２側
に付勢されている。

【００３９】上板４４ｂに対して摺動自在なプレート５
８が設けられていて、このプレート５８にはその立板５
８ａを貫通してシャフト５９が係合されている。シャフ
ト５９の両端は上板４４ｂの側板６０に設けられた長孔
６０ａに係合している。シャフト５９の、前記長孔６０
ａから外方に突出した部分にはブラケット６１の一端が
結合されている。ブラケット６１の他端には、スロット
４を横断するように下板４４ａを貫通しているプッシュ
バー６２が結合されている。プッシュバー６２は下板４
４ａの側板に穿たれたガイド溝６３によってバッテリ２
の出し入れ方向に移動可能に案内されている。

【００４０】上板４４ｂに固定されたプレート６４の一
方の立板６４ａには前記リミットスイッチ５６が取付け
られている。プレート６４の他方の立板６４ｂには引張
コイルばね６５の一端が引掛けられており、引張コイル
ばね６５の他端はシャフト５９に引掛けられている。引
張コイルばね６５の作用によって、プレート５８はスロ
ット４の開口側に付勢されている。スロット４の底部つ
まり奥には端子板６６が設けられ、この端子板６６には
前記充電器７に接続される端子６，６（図１５）が埋設
されている。なお、バッテリ２が挿入されてバッテリ２
の端子２８，２９が端子６，６に接触する位置に達した
とき、ロックロッド４５が下方向に偏倚してバッテリ２
の係合穴３０に係合できるように、プレート６４には落
とし孔５８ｃが形成されている。

【００４１】動作時、バッテリ２が挿入されていない時
は、ソレノイド４７が付勢されていて、プランジャ５４
がソレノイド４７内に引き込まれている。そのため、ア
ーム４６は図１３において時計方向に回動し、ロックロ
ッド４５は上方に引き上げられている。ロックロッド４
５が引き上げられているときは、プレート５８とロック
ロッド４５の係合が解除されており、プレート５８は引
張コイルばね６５に引っ張られて図１３において左方向
に偏倚している。これにより、ブラケット６１を介して
プレート５８に結合されているプッシュバー６２は、ガ
イド溝６３内でスロットの開口寄りに偏倚されている。

【００４２】バッテリ２がスロット４内に挿入される
と、バッテリ２の端面（前記端子２８，２９が配置され
ている面）がプッシュバー６２に当接して、プッシュバ
ー６２はスロット４の奥の方へ押しやられる。一方、バ
ッテリ２が挿入されることにより、バッテリ２の上面が
アクチュエータ５６ａに当接してこれを上方に押し上げ
るため、リミットスイッチ５６がオンになる。このリミ
ットスイッチ５６のオン動作は前記コントローラ３で認
識され、コントローラ３はソレノイド４７の付勢を停止
する信号を出力する。この信号に応答してソレノイド４
７の付勢が停止されると、アーム４６は引張コイルばね
４８に引張られて反時計方向に回動し、ロックロッド４
５は下方に付勢される。但し、プッシュバー６２がスロ
ット４の奥へ押しやられ、この動きに伴ってプレート５
８が所定位置へ偏倚するまでは、プレート５８の上面に
ロックロッド４５の下端面が当接するので、ロックロッ
ド４５はそのストロークの下端に至らず、途中でとどま
っている。

【００４３】プッシュバー６２がスロット４の奥へ押し
やられ、それによってプレート５８がプッシュバー６２
と同方向に偏倚し、バッテリ２の端子２８，２９が端子
６，６にそれぞれ接触したときに前記落とし孔５８ｂを
貫通してロックロッド４５は下方に落下する。こうして
バッテリ２の係合穴３０にロックロッド４５の下端が係
合してバッテリ２はスロット４内にロックされる。

【００４４】バッテリ２がスロット４内に挿入される
と、コントローラ３は充電器７を付勢して当該バッテリ
２の充電を開始する。バッテリ２が充電され、ユーザが
バッテリ２をスロット４から取出す準備ができると、コ
ントローラ３の指示によりソレノイド４７が付勢されて
ロックロッド４５が上方に引き上げられ、ロックが解除
される。その結果、プッシュバー６２は引張コイルばね
６５で引っ張られてバッテリ２をスロット４から押し出
すように作用する。

【００４５】図１６はスロット４の形状を模式的に示し
た断面図である。この図のように、スロット４はバッテ
リ２が支持される奥部分４ａと、バッテリ２が突出して
いて、ユーザが手で掴み易いように形成された膨出部分
４ｂとからなり、この膨出部分４ｂは入口部材４３から
前方方向つまり前記扉１０寄りへ開口されている。図中
鎖線で示したように、バッテリ２はプッシュバー６２に
よる押し出し動作によって扉１０方向に突出される。

【００４６】上記押し出し動作により、バッテリ２の先
端つまりスロット４から外に臨んでいる部分が他のスロ
ット４のバッテリ２より前方に突出するのでユーザの取
り出し操作は容易になる。また、前記膨出部分４ｂによ
り、バッテリ２の断面形状が手のひらサイズであること
も相俟ってその端部はをより一層つかみ易くなってい
る。

【００４７】次に、上記バッテリ２を搭載した電動アシ
スト自転車を説明する。図１７，図１８および図１９
は、いずれも電動アシスト自転車の右側面図であり、互
いに同符号は同一または同等部分を示す。図１７におい
て、車体フレーム６７は、その前端のヘッドパイプ６８
と、ヘッドパイプ６８から後下がりに延びるダウンパイ
プ６９と、ダウンパイプ６９の下端近傍に結合されたリ
アフォーク７０と、ダウンパイプ６９の下端に結合さ
れ、後上方に立ち上がるシートポスト７１とを有する。
前記ヘッドパイプ６８にはフロントフォーク７２が操舵
可能に支承され、フロントフォーク７２の下端には前輪
７３が軸支されている。フロントフォーク７２の上端に
はハンドル７４が結合されている。

【００４８】シートポスト７１にはこのシートポスト７
１に対して伸縮自在に嵌合された支持軸７５が設けら
れ、かつ支持軸７５の上端にはシート７６が装着されて
いる。シートポスト７１の上端から後下がりにステー７
７が延び、このステー７７とリアフォーク７０との交差
部は一体的に結合されて後輪７８の軸受を形成してい
る。

【００４９】シートポスト７１とダウンパイプ６９との
交差部には車体の左右に延びた軸受パイプ（図示せず）
が結合されていて、この軸受パイプを貫通したクランク
軸にはペダル７９および前スプロケット８０が設けられ
ている。ペダル７９は車体左側にも設けられているのは
もちろんである。後輪７８の中心には後スプロケット８
１が連結され、前スプロケット８０および後スプロケッ
ト８１間にはチェーン８２が架けられている。

【００５０】電動アシスト自転車にはペダル７９にかか
る踏力を補助するための動力を与える電動機を含むパワ
ーユニット８６が設けられ、その電動機の出力軸８３が
前スプロケット８０後方に隣接して配置されている。出
力軸８３に結合されたアシストスプロケット８４には、
その上部に載るようにチェーン８２が架けられている。
チェーン８２の張力は張力調節スプロケット８５の位置
を変化させることによって調節される。パワーユニット
８６はリアフォーク７０に溶接等で固定されたブラケッ
ト７０ａとダウンパイプ６９の下端に溶接等で固定され
たブラケット（図示せず）にボルト締めされて結合され
ている。

【００５１】シートポスト７１には、後輪７８との間の
スペースにバッテリ受８７が溶接されている。バッテリ
受８７は皿状に形成されていてバッテリ２が前記端子２
８，２９を下にしてシートポスト７１に沿って縦長で収
まっている。シートポスト７１には、さらにバックル８
８とバックル８８に連結された止め輪８９が設けられて
いる。止め輪８９をバッテリ２の上端部角の前記段部分
３６に引掛け、かつバックル８８を回動させることによ
ってバッテリ２の上端がシートポスト７１に確実に固定
される。

【００５２】バッテリ２の下端には前記端子２８，２９
と接触する接点を含む給電部９０が設けられていて、こ
の給電部９０を通じてパワーユニット８６に電力が供給
される。チェーン８２上側を覆うチェーンカバー９１
は、さらに前スプロケット８０およびアシストスプロケ
ット８４を全体的に覆うように形状が設定されている。
バッテリ受８７にはバッテリパック２６に穿たれた貫通
孔３５に適合する孔９２が形成されているので、この孔
９２およびバッテリパック２６の貫通孔３５に鍵の一部
をなすワイヤまたはロープ部分を通し、それを後輪７８
にかけ渡して施錠することにより、電動アシスト自転車
の盗難だけでなくバッテリ２の盗難防止が図られる。

【００５３】図１８において、バッテリ受８７はシート
ポスト７１の前方に固定されていて、バッテリ２はシー
トポスト７１前方に位置している。このように、シート
ポスト７１後方に設置スペースが確保できない車体フレ
ームにおいてもバッテリ２を搭載することができる。ま
た、チェーンカバー９１は前スプロケット８０について
はその一部（上部）のみを覆うような形状に設定されて
いる。

【００５４】図１９においては、ダウンパイプ６９はシ
ートポスト７１の中間部に端部が突合わされて結合され
ている。そして、リアフォーク７０はシートポスト７１
の下端部つまりクランク軸付近から後方に延びている。
このような車体フレーム６７の構造では、パワーユニッ
ト８６を前スプロケット８０の後方に配置するスペース
の確保が困難である。そこで、パワーユニット８６は前
スプロケット８０よりも前方に配置して、アシストスプ
ロケット８４は前スプロケット８０より前方でチェーン
８２に巻き架けられるようにしている。このようなパワ
ーユニット８６の配置を実現するため、電動機８６の一
部はダウンパイプ６９の下部に溶接されたブラケット９
３を介して車体フレーム６７に結合されている。

【００５５】車体フレーム６７に対するパワーユニット
８６の取付態様をさらに説明する。図２０は電動アシス
ト自転車の要部を示す図１７の要部拡大図であり、図１
７と同符号は同一部分である。チェーンカバー９１は取
り除いてある。図２０において、パワーユニット８６は
電動機９４を内蔵しており、この電動機９４の回転は図
示しない伝達機構を介して出力軸２３に伝達される。ケ
ーシング９５にはボス９６，９７が外方に張出すように
して形成されている。ボス９６はリアフォーク７０に設
けられたブラケット７０ａにボルト・ナット９８で結合
され、ボス９７はダウンパイプ６９およびシートポスト
７１を結合している軸受パイプ９９から下方に突出した
ブラケット１００にボルト・ナット１０１で結合されて
いる。

【００５６】パワーユニット８６は、種々想定される車
体フレームの型に対応できることが製造上好ましい。そ
こで、共通の「型」を使用してケーシング９５を製造
し、かつ種々の車体フレームに適合して取り付けられる
ようにした。すなわち、ボス９６，９７に形成されるボ
ルト孔の距離をＳとしたとき、これら双方のボルト孔か
ら距離Ｓの位置にボルト孔が位置するように第３のボス
１０２を想定する。そして、これらのボスのいずれを成
品に残すかは、取付けられる車体フレームの型に応じて
決定する。このように製造の「型」を設定することによ
り、多様な取付け態様にも対応できる種々のケーシング
を容易に製造できる。

【００５７】張力調節スプロケット８５は、ケーシング
９５にピボット軸１０３で軸支されたレバー１０４に取
付けられている。レバー１０４は図示しないばね手段に
より、図中反時計方向に回動付勢されており、これによ
って、張力調節スプロケット８５が回動し、チェーン８
２に適当な張力が付与されている。

【００５８】上述の実施形態では、バッテリ２を電動ア
シスト自転車に搭載した。しかし、このバッテリ２はこ
れに限らず他の電気製品、例えば、ポータブルのカセッ
トデッキやＣＤプレーヤに使用できる。これらの電気製
品の電源として使用する場合、バッテリ２とこれら電気
製品の入力端子とを接続するためのアダプタが必要とな
る。そして、このアダプタをバッテリ２に確実に結合さ
せるときに前記係合穴３０，３０Ａが有用である。

【００５９】すなわち、図１２において、係合穴３０，
３０Ａを利用してアダプタ１０５をバッテリパック２６
に保持させることができる。アダプタ１０５は、このア
ダプタ１０５がバッテリパック２６に結合されたときに
前記端子２８，２９と接触する端子（図示せず）を有し
ていて、この端子から引出されたコード１０６を通じて
バッテリ２を電気製品に接続することができる。

【００６０】こうして、バッテリ２は電動アシスト自転
車およびその他の電気製品で共用できるので、例えば、
電動アシスト自転車を使用したサイクリング先で、電動
アシスト自転車からバッテリを外して音響製品に電力を
供給し、野外等で容易に電源が得られないときにも音楽
を楽しむことができる。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし請求項６の発明によれば、例えば、バッテリ交
換装置への出し入れが容易なバッテリを提供することが
できる。特に、請求項１の発明では、片手でもバッテリ
を取扱うことができるし、ロック手段を有するバッテリ
交換装置に確実に収納することができる。また、請求項
４の発明では筋状凸部を例えばバッテリ収納部の面に摺
接させて、該収納部へのバッテリの出し入れの操作性を
良好にすることができる。

【００６２】また、請求項５，６の発明によれば、上述
のように筋状凸部が他の部材と摺接するので、該筋状凸
部の間に奥まって位置する意匠シールの傷みを防止する
ことができる。さらに、請求項４の発明によれば、車両
用の電源としてだけでなく、他の電気機器の電源とし
て、利用範囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るバッテリ交換装置
の正面図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係るバッテリ交換装置
の側面断面図である。

【図３】 バッテリ交換のフローチャートである。

【図４】 バッテリ・レンタルシステムの構成図であ
る。

【図５】 バッテリの斜視図である。

【図６】 バッテリの正面図である。

【図７】 バッテリの底面図である。

【図８】 バッテリパックのパック部分の側面図であ
る。

【図９】 パック部分の内面図である。

【図１０】 図９のＡ−Ａ断面図である。

【図１１】 バッテリパックの要部正面図である。

【図１２】 バッテリパックの要部断面図である。

【図１３】 スロットの側面図である。

【図１４】 スロットの要部横断面図である。

【図１５】 スロットの内面を示す透視図である。

【図１６】 スロットの形状を模式的に示した断面図で
ある。

【図１７】 電動アシスト自転車の右側面図である。

【図１８】 電動アシスト自転車の右側面図である。

【図１９】 電動アシスト自転車の右側面図である。

【図２０】 電動アシスト自転車の要部を示す要部拡大
図である。

【符号の説明】

１…バッテリ交換装置、 ２…バッテリ、 ３…コント
ローラ、 ４…スロット、 ５…バッテリ保持機構、
６…端子、 ７…充電器、 ９…窓、 １０…扉、 １
１…ヒンジ、 １２…ストッパ、 １３…表示灯、 １
４…表示パネル、２２…カード挿入口、 ２６…バッテ
リパック、 ２６Ｌ，２６Ｒ…パック部分、 ２７…割
面、 ２８，２９…端子、 ３０，３０Ａ…係合穴、
３１…筋状凸部、 ３５…貫通孔、 ３６…段部分、
３７…意匠シール、 ３９…バッテリセル、 ４０…端
子固定溝、 ４５…ロックロッド、 ４６…アーム、
４７…ソレノイド、 ５６…リミットスイッチ、 ６１
…ブラケット、 ６２…プッシュバー、 ７１…シート
ポスト、 ８６…パワーユニット、 ８７…バッテリ
受、 ８８…バックル、 ８９…止め輪

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電済のバッテリと交換が行えるバッテ
   リ交換装置にて使用され、複数のバッテリセルを略四角
   柱状のバッテリパックに収納した充電式バッテリにおい
   て、 前記バッテリパックは、その横断面形状が略長方形であ
   り、該略長方形の短辺が手のひらサイズであるととも
   に、該短辺を２等分する位置に設定された割面に対して
   略対称形状に形成され、かつ、前記短辺を含む面に対し
   て進退するロック手段に係合するように、前記割面に対
   して対称に形成された係合穴を有していることを特徴と
   する充電式バッテリ。
2. 【請求項２】 前記バッテリセルに接続された一対の端
   子を具備し、 前記一対の端子は、前記略四角柱状バッテリパックの長
   手方向の一端面に、前記割面に対して各端子が対称に位
   置するように配置され、該バッテリパックに挟持された
   ことを特徴とする請求項１記載の充電式バッテリ。
3. 【請求項３】 前記係合穴が形成された面と反対側の面
   に第２係合穴が形成され、前記係合穴および第２係合穴
   は、当該バッテリを電源とする機器に電力を供給するた
   めのアダプタに適合するように設定されていることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の充電式バッテ
   リ。
4. 【請求項４】 前記係合穴が形成された面と反対側の面
   に、前記割面に対して対称に形成され、前記バッテリパ
   ックの長手方向に延びた筋状凸部を具備したことを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の充電式バッテリ。
5. 【請求項５】 互いに対称に形成された前記筋状凸部の
   間に意匠シールが貼付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。
6. 【請求項６】 前記意匠シールが、リサイクルシールで
   あることを特徴とする請求項５記載の充電式バッテリ。