JP7701206B2 - バッテリ装置および電動自転車 - Google Patents

Description

この発明はバッテリ装置および電動自転車に関し、より特定的にはバッテリを取り外し可能なバッテリ装置および電動自転車に関する。

この種の従来技術の一例として、特許文献１において電動自転車が開示されている。この電動自転車は、バッテリ装置と駆動ユニットとを含むモータユニット、およびバッテリ装置と駆動ユニットとが取り付けられるフレームを備える。バッテリ装置は、バッテリとバッテリ装着部とを備える。バッテリ装着部は、バッテリが装着可能であり、バッテリが装着された装着位置からバッテリが外れた離脱位置に向かう取外し方向に沿って、バッテリを取り外すことができる。さらに、バッテリ装置は、位置決め部と解除操作部と移動規制部と規制解除部とを備える。位置決め部は、バッテリを装着位置で位置決めし、解除操作部は、位置決め部による位置決めを解除する。また、移動規制部は、装着位置と離脱位置との間で、バッテリの取外し方向に沿った移動を規制し、規制解除部は、移動規制部による前記規制を解除する。

特開２０１９－１５３４７２号公報

このような特許文献１の電動自転車では、バッテリを取り外すためには、最大４工程（バッテリの位置決めの解除、バッテリの引き出し、バッテリの移動規制の解除、バッテリの２回目の引き出し）が必要となり、手間がかかる。

それゆえにこの発明の主たる目的は、バッテリを操作性良く取り外すことができる、バッテリ装置および電動自転車を提供することである。

上述の目的を達成するために、バッテリと、それぞれバッテリの一端部および他端部を支持する第１支持部および第２支持部を有し、バッテリを着脱可能なバッテリ装着部と、バッテリの一端部に設けられる第１移動規制部と、第１移動規制部に係止される係止位置および第１移動規制部に係止されない非係止位置間を移動可能に第１支持部に設けられる係止部と、係止部を係止位置に位置させて係止部の非係止位置への移動を規制するために、第１支持部に設けられる第２移動規制部とを備え、バッテリ装着部からのバッテリの取り外し方向は、バッテリの他端部側を支点としてバッテリを揺動する方向またはバッテリの長手方向に対する直交方向であり、係止部の係止位置および非係止位置は、バッテリの短手方向または長手方向に沿って設けられ、係止位置は、係止部が第１移動規制部に係止されてバッテリがバッテリ装着部から取り外し不能となる位置であり、その一方、非係止位置は、係止部が第１移動規制部に係止されずバッテリがバッテリ装着部から取り外し可能となる位置である、バッテリ装置が提供される。

この発明では、バッテリ装着部にバッテリが装着された状態において、第１支持部に設けられた第２移動規制部が係止部に作用することによって、第１支持部に設けられた係止部は係止位置に位置し、係止部の非係止位置への移動が規制される。係止位置に位置する係止部は、バッテリの一端部に設けられた第１移動規制部によって係止されるので、バッテリをバッテリ装着部から取り外すことができず、バッテリ装着部へのバッテリの装着はロックされる。このような装着状態からバッテリを取り外すとき、第２移動規制部による規制を解除するかあるいは当該規制に抗して、係止部を係止位置から非係止位置に移動させて、係止部と第１移動規制部との係止状態を解消させた後、バッテリを取り出し方向に引き出してバッテリ装着部から取り外す。このように、係止部を係止位置から非係止位置に移動させた後、バッテリを引き出すだけで、バッテリ装着部からバッテリを操作性良く取り外すことができる。

好ましくは、第１移動規制部は、バッテリの一端部に設けられる段部を含む。この場合、係止部を段部に係止させることによって、係止部の取り外し方向への動きを容易に阻止することができる。

また好ましくは、第２移動規制部は、係止部を非係止位置側から係止位置側に付勢する第１付勢部を含む。この場合、第１付勢部で係止部を非係止位置側から係止位置側に付勢することによって、係止部を係止位置に容易に位置させることができる。

さらに好ましくは、第２移動規制部は、ストッパと、ストッパを係止部に係止する位置に進退させる操作部とを含む。この場合、操作部の操作にストッパを連動させて、ストッパを係止部に係止する位置に容易に進退させることができる。したがって、操作部の操作によって、係止部を係止位置に位置させ、係止部の非係止位置への移動を容易に抑制できる。

好ましくは、係止部を係止位置から非係止位置に移動させるためにバッテリの一端部に設けられる規制解除部をさらに含む。この場合、規制解除部によって係止部を係止位置から非係止位置に容易に移動させることができる。特に、係止部を間接的に移動できるので、係止部を直接操作できない場合に有効である。

また好ましくは、規制解除部は、バッテリの短手方向に動作するように構成される。規制解除部をバッテリの長手方向に動作させる場合、指を一方向にしか動かせず、規制解除部を指でつまむ動作ができない。しかし、規制解除部をバッテリの短手方向に動作させることによって、規制解除部を指でつまむ動作が可能となり、バッテリの取り外し作業がさらに容易になる。

さらに好ましくは、係止部を係止位置から非係止位置に移動させるためにバッテリの一端部に設けられる規制解除部をさらに含み、規制解除部は、取り外し方向において、第２移動規制部の操作部より下流側にある。この場合、規制解除部の操作と同時にバッテリを手で支持することができ、もう一方の手でバッテリを支える必要がなく、バッテリの取り外し作業が容易になる。バッテリをバッテリ装着部から下方に取り外すときに特に効果的である。

好ましくは、非係止位置から係止位置に向かう方向に規制解除部を付勢する第２付勢部をさらに含む。この場合、規制解除部は、第１移動規制部と重ならない状態とすることができ、係止部が入る空間を確保することができる。その結果、バッテリ装着時、係止部が非係止位置から係止位置に移動する途中で係止部が規制解除部に当たらないため、係止部の移動が円滑になる。また、規制解除部を操作しやすい位置に配置させることができる。さらに、バッテリを取り外して単体で持ち運ぶとき、規制解除部が一方向に付勢されているため、不快なガタつき音が出にくくなる。

また好ましくは、係止部を案内するためにバッテリの長手方向からみて少なくとも取り外し方向に延びるようにバッテリの一端部に設けられるガイド部をさらに含む。この場合、ガイド部によって係止部を案内させながら、バッテリ装着部からバッテリを円滑に取り外すことができる。

さらに好ましくは、ガイド部を有し、係止部が通るためにバッテリの長手方向からみて少なくとも取り外し方向に延びるようにバッテリの一端部に設けられる溝をさらに含む。この場合、係止部が溝内を摺動することによって、バッテリ装着部からバッテリを確実に取り外すことができる。

好ましくは、溝は、取り外し方向の上流側の方が下流側よりも幅広に形成される。この場合、係止部を溝に入れやすくなり、バッテリをバッテリ装着部に容易に装着できる。

また好ましくは、バッテリおよびバッテリ装着部のいずれか一方に設けられるガイド凸部と、バッテリおよびバッテリ装着部の他方に設けられかつガイド凸部が嵌るガイド溝部とをさらに含む。この場合、ガイド溝部にガイド凸部が嵌ることによって、バッテリ装着部に対してバッテリが傾いたり回転したりすることを抑制できる。

さらに好ましくは、ガイド凸部は、バッテリの長手方向からみて取り外し方向に沿うように第１支持部に設けられ、ガイド溝部は、バッテリの長手方向からみて取り外し方向に沿うようにバッテリの一端部に設けられる。この場合、ガイド溝部とガイド部とがバッテリの一端部に設けられ、ガイド凸部と係止部とが第１支持部に設けられるので、バッテリの一端部側に注意を向ければよく、バッテリをバッテリ装着部に容易に取り付けることができる。

好ましくは、ガイド凸部は、係止部よりも取り外し方向の上流側に設けられる。この場合、係止部をガイド部に沿って移動させた後、ガイド凸部をガイド溝部に嵌めて移動させることができるので、バッテリをバッテリ装着部に円滑に取り付けることができる。

また好ましくは、ガイド凸部は、第１係合部を有し、ガイド溝部は、第１係合部と係合可能な第２係合部を有する。この場合、ガイド凸部の第１係合部が、ガイド溝部の第２係合部に係合することによって、バッテリの盗難を抑制できる。

さらに好ましくは、バッテリがバッテリ装着部に装着されかつ係止部が係止位置に位置するとき、係止部と第１移動規制部との掛かり代は、第１係合部と第２係合部とのクリアランスより大きい。この場合、第１係合部が第２係合部に係合する状態であっても係止部は第１移動規制部に係止される。したがって、第１係合部と第２係合部とが係合しているか否かにかかわらず、係止位置に位置する係止部を第１移動規制部に係止させることができ、係止部と第１移動規制部との係止状態が不本意に解除されることを防止できる。

好ましくは、ガイド溝部に設けられるダンパをさらに含む。この場合、バッテリをバッテリ装着部に取り付けたとき、ダンパによって係止部と第１移動規制部とを相互に押し付けることができ、バッテリの取り外し方向のがたつきを抑制できる。

また好ましくは、バッテリの一端部に設けられる略Ｔ字状の受け部をさらに含む。この場合、受け部が略Ｔ字状に形成されることで指をかけやすく、バッテリを装着位置から引き出しやすくなる。特に、バッテリを上方から着脱する場合に効果的である。

この発明に係るバッテリ装置は、電動自転車に好適に用いられる。

この発明によれば、バッテリを操作性良く取り外すことができる、バッテリ装置および電動自転車が得られる。

この発明の一実施形態に係る電動自転車を示す側面図である。 この発明の一実施形態に係るバッテリ装置を示す分解斜視図である。 バッテリの取付部および裏蓋等を示す分解斜視図である。 取付部およびバッテリ本体の一端部等を示す斜視図である。 バッテリの一端部とバッテリ装着部の第１支持部との接続面を示す斜視図である。 バッテリの他端部とバッテリ装着部の第２支持部との接続面を示す斜視図である。 ストッパと操作部との動作時の位置関係を示す図解図であり、（ａ）はストッパが上昇した状態を示し、（ｂ）はストッパが下降した状態を示す。 バッテリがバッテリ装着部に装着された状態を示す図解図である。 バッテリがバッテリ装着部から取り外される状態を示す図解図である。 バッテリ装着部に対してバッテリを着脱するときのバッテリの他端部および第２支持部の位置関係を示す断面図であり、（ａ）は装着時を示し、（ｂ）は着脱時を示す。 第１係合部および第２係合部のクリアランスと係止部および段部の掛かり代との関係を示す図解図であり、（ａ）は通常状態を示し、（ｂ）は係合状態を示す。 操作部および規制解除部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す斜視図である。 操作部および規制解除部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す側面図解図である。 操作部および規制解除部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す底面図解図である。 バッテリ取り外し時のバッテリの取付部とバッテリ装着部の第１支持部との位置関係の変遷を示す図解図である。 バッテリ取り付け時のバッテリの取付部とバッテリ装着部の第１支持部との位置関係の変遷を示す図解図である。 規制解除部を兼ねる係止部を用いた実施形態において、操作部および係止部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す斜視図である。 図１７の実施形態において、操作部および係止部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す側面図解図である。 図１７の実施形態において、操作部および係止部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す底面図解図である。 係止部がバッテリの長手方向に移動する実施形態において、操作部および規制解除部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す側面図解図である。 図２０の実施形態において、操作部および規制解除部を操作したときのストッパおよび係止部の動きを示す底面図解図である。 この発明の他の実施形態に係る電動自転車を示す側面図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。

図１を参照して、この発明の一実施形態に係る電動自転車１は、使用者の踏力をモータ７ａ（後述）によって補助する電動アシスト自転車である。

電動自転車１は、フレーム２を含む。フレーム２は、ボトムブラケット２ａと、ダウンチューブ２ｂと、シートチューブ２ｃと、一対のチェーンステー２ｄと、トップチューブ２ｅと、一対のシートステー２ｆと、ヘッドチューブ２ｇと、フロントフォーク２ｈとを含む。

ボトムブラケット２ａには、ダウンチューブ２ｂの下端部と、シートチューブ２ｃの下端部と、一対のチェーンステー２ｄの前端部とが接続される。すなわち、ボトムブラケット２ａから斜め前方にダウンチューブ２ｂが延び、ボトムブラケット２ａからやや後方に傾いて上方にシートチューブ２ｃが延び、ボトムブラケット２ａから後方に一対のチェーンステー２ｄが延びる。トップチューブ２ｅが、ダウンチューブ２ｂの上端部とシートチューブ２ｃの上端部近傍とを連結する。一対のシートステー２ｆが、シートチューブ２ｃの上部と一対のチェーンステー２ｄの後端部とを連結する。ヘッドチューブ２ｇは、トップチューブ２ｅの前端部およびダウンチューブ２ｂの上端部に接続される。フロントフォーク２ｈは、ヘッドチューブ２ｇに回転可能に挿通されかつやや後方に傾くように設けられる。

フロントフォーク２ｈの上端部にハンドルステム３ａが取り付けられ、ハンドルステム３ａによってハンドル３ｂが支持される。シートチューブ２ｃによってサドル４が支持される。フロントフォーク２ｈの下端部によって前輪５が回転可能に支持され、一対のチェーンステー２ｄの後端部によって後輪６が回転可能に支持される。ボトムブラケット２ａには、駆動ユニット７が取り付けられる。駆動ユニット７は、モータ７ａと、クランク７ｂと、駆動スプロケット７ｃと、一対のペダル７ｄとを含む。クランク７ｂは、ボトムブラケット２ａに回転可能に支持される。駆動スプロケット７ｃは、クランク７ｂの幅方向中央部に取り付けられ、かつクランク７ｂに連動する。一対のペダル７ｄは、クランク７ｂの両端部に取り付けられる。後輪６は、リアスプロケット６ａを有する。駆動スプロケット７ｃとリアスプロケット６ａとは、チェーン８を介して連結される。ダウンチューブ２ｂは、中空部２ｉを有し、かつ下側に開口部２ｊを有する（図８、図９参照）。ダウンチューブ２ｂの開口部２ｊには、カバー９が開閉可能に設けられる。ダウンチューブ２ｂには、バッテリ装置１０が設けられる。

このような電動自転車１では、駆動ユニット７は、ペダル７ｄから踏力の入力があると、踏力に応じた駆動補助出力をモータ７ａによって発生させ、踏力を補う。駆動スプロケット７ｃは、クランク７ｂの回転に伴って回転し、かつモータ７ａからの出力を受ける。すなわち、駆動ユニット７は、ペダル７ｄおよびクランク７ｂからの踏力とモータ７ａからの出力とを、駆動スプロケット７ｃに伝達する。駆動スプロケット７ｃに伝達された動力は、チェーン８を介して後輪６に伝達される。

ついで、バッテリ装置１０について説明する。

図２を参照して、バッテリ装置１０は、バッテリ１２と、バッテリ装着部１４とを含む。

バッテリ１２は、バッテリ本体１６と、バッテリ本体１６の一端部に設けられる取付部１８とを含む。

さらに図３～図５を参照して、取付部１８は、溝２０を含む。溝２０は、係止部７０（後述）が通るためにバッテリ１２の矢印Ａで示す長手方向からみて少なくとも矢印Ｂで示す取り外し方向に延びる。この実施形態では、矢印Ｂで示す取り外し方向は、バッテリ装着部１４からバッテリ１２を取り外す方向であり、バッテリ１２の他端部側を支点としてバッテリ１２を揺動する方向である（図９参照）。このように溝２０は、バッテリ１２の一端部に設けられる。溝２０は、矢印Ｂで示す取り外し方向の上流側の方が下流側よりも幅広に形成される。溝２０は、ガイド部２２を含む。ガイド部２２は、係止部７０を案内するためにバッテリ１２の矢印Ａで示す長手方向からみて少なくとも矢印Ｂで示す取り外し方向に延びる。このようにガイド部２２は、バッテリ１２の一端部に設けられる。

取付部１８には、溝２０の下流側端部に連通するように貫通孔２４ａが設けられ、貫通孔２４ａの隣には貫通孔２４ｂが設けられる。これによって、バッテリ１２の一端部に、第１移動規制部としての段部２６が設けられるとともに、略Ｔ字状の受け部２８が設けられる。受け部２８の下面は、バッテリ本体１６の下面と略面一になるように形成される。また、溝２０の下流側には、貫通孔２４ａの一部を仕切るように板状部材３０が設けられる。

また、取付部１８には、ガイド凸部８４ａ，８４ｂ（後述）が嵌る一対のガイド溝部３２ａ，３２ｂが、バッテリ１２の矢印Ａで示す長手方向からみて矢印Ｂで示す取り外し方向に沿うように設けられる。このようにガイド溝部３２ａ，３２ｂは、溝２０を挟んでバッテリ１２の一端部に設けられる。ガイド溝部３２ａ，３２ｂはそれぞれ、第１係合部８６ａ，８６ｂ（後述）と係合可能な第２係合部３４ａ，３４ｂを有する。第２係合部３４ａ，３４ｂはそれぞれ、ガイド溝部３２ａ，３２ｂに返しを設けることによって形成される。

取付部１８の貫通孔２４ａには、略角形状の規制解除部３６が設けられる。規制解除部３６はスリット３８と短冊状のガイド部４０とを有する（図２、図３参照）。規制解除部３６は、スリット３８内に板状部材３０が差し込まれ、ガイド部４０が後述する裏蓋４８のスリット４６に嵌ることによって、段部２６と受け部２８との間に位置決めされ、矢印Ｂで示す取り外し方向に略直交する方向に往復動可能となる。バッテリ装着部１４にバッテリ１２が装着された状態では、規制解除部３６は、矢印Ｂで示す取り外し方向において、後述する第２移動規制部７４の操作部７８より下流側にある。受け部２８と規制解除部３６との間には、第２付勢部としてのバネ４２が介挿される。バネ４２は、規制解除部３６を非係止位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に向かう方向に付勢する。このようにして、規制解除部３６は、係止部７０を係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２に移動させるためにバッテリ１２の一端部に設けられ、かつバッテリ１２の矢印Ｃで示す短手方向に動作するように構成される。また、ガイド溝部３２ａ，３２ｂにはそれぞれ、ダンパ４４が設けられる。ダンパ４４は、たとえばゴムなどの弾性部材からなる。バッテリ１２の装着時には、ダンパ４４によって、ガイド凸部８４ａ，８４ｂがガイド溝部３２ａ，３２ｂから押し出される方向に押圧され（バッテリ１２の挿入方向とは逆方向に付勢され）、それに伴って、係止部７０が段部２６を押圧する。これにより、バッテリ１２のがたつきを抑制できる。

このような取付部１８の裏面には、スリット４６を有する裏蓋４８が嵌められ、複数のボルト５０によって固定される。その状態の取付部１８は、裏蓋４８を挟んでバッテリ本体１６の一端部に、複数のボルト５２によって取り付けられる。

一方、図６を参照して、バッテリ本体１６の他端部には、位置決め用の複数の凹部５４が設けられ、端子５６が露出するように設けられる。凹部５４は、バッテリ１２の回転防止部材としても機能する。

図２を参照して、バッテリ装着部１４は、それぞれバッテリ１２の一端部および他端部を支持する第１支持部５８および第２支持部６０を有し、バッテリ１２を着脱可能である。

図２および図５を参照して、第１支持部５８は、上支持部６２と、下支持部６４とを含む。上支持部６２と下支持部６４とは、複数のボルト６６によって一体化される。

下支持部６４は、凹部６８を含む。凹部６８には、係止部７０が収容される。このように係止部７０は、第１支持部５８に設けられる。係止部７０は、突出部７２を有する。凹部６８に係止部７０が収容された状態では、突出部７２は、下支持部６４のバッテリ１２側の端面から突出し、係止部７０は、段部２６に係止される係止位置Ｐ１と段部２６に係止されない非係止位置Ｐ２との間を移動可能となる。この実施形態では、係止部７０の係止位置Ｐ１および非係止位置Ｐ２は、バッテリ１２の矢印Ｃで示す短手方向に沿って設けられる。なお、係止位置Ｐ１は、係止部７０が段部２６に係止されてバッテリ１２がバッテリ装着部１４から取り外し不能となる位置である。その一方、非係止位置Ｐ２は、係止部７０が段部２６に係止されずバッテリ１２がバッテリ装着部１４から取り外し可能となる位置である。後述する実施形態においても同様である。

また、第１支持部５８には、係止部７０を係止位置Ｐ１に位置させて係止部７０の非係止位置Ｐ２への移動を規制するために第２移動規制部７４が設けられる。第２移動規制部７４は、第１付勢部としてのバネ７６と、操作部７８と、ストッパ８０とを含む。

バネ７６は、凹部６８と係止部７０との間に設けられる。バネ７６によって、係止部７０を非係止位置Ｐ２側から係止位置Ｐ１側に付勢する。また、上支持部６２の側面に形成される貫通孔８２に、操作部７８が挿入される。第１支持部５８内には、操作部７８に連動しかつ係止部７０に係止可能なストッパ８０が収容される。図７（ａ），（ｂ）に示すように、操作部７８を回転させると、それに伴ってストッパ８０が上下し、ストッパ８０を係止部７０に係止する位置に進退させることができる。

また、図２および図５に戻って、第１支持部５８には、一対のガイド凸部８４ａ，８４ｂが、バッテリ１２の矢印Ａで示す長手方向からみて矢印Ｂで示す取り外し方向に沿うように設けられる。ガイド凸部８４ａ，８４ｂは、係止部７０よりも取り外し方向の上流側に設けられ、それぞれ第１係合部８６ａ，８６ｂを有する。第１係合部８６ａ，８６ｂはそれぞれ、ガイド凸部８４ａ，８４ｂに返しを設けることによって形成される。

図２、図６および図１０を参照して、第２支持部６０は、収容部８８と、蓋部９０とを含む。収容部８８と蓋部９０とは、複数のボルト９２によって一体化される。

収容部８８は、貫通孔９４を有し、貫通孔９４にはケーブル９６が挿通され、ケーブル９６の端子９８が蓋部９０から露出するように位置決めされる。収容部８８の内面と蓋部９０の裏面との間には、複数のたとえばゴムからなる弾性部材１００が介挿される。これによって、蓋部９０は、収容部８８に取り付けられた状態において、軸方向（収容部８８に向かう方向）にやや変位可能となる。蓋部９０の表面には、バッテリ１２の位置決め用の複数の凹部５４に嵌合可能な複数の凸部１０２が設けられる。

図８～図１０（ａ），（ｂ）を参照して、このような第１支持部５８および第２支持部６０は、ダウンチューブ２ｂの中空部２ｉにおいて、開口部２ｊ近傍に設けられる。第１支持部５８は、開口部２ｊの一端側近傍に複数のボルト１０４によって固定され、第２支持部６０は、開口部２ｊの他端側近傍に複数のボルト１０６によって固定される。このようにして、バッテリ装着部１４は、ダウンチューブ２ｂ内に収まるように配置される。

このようなバッテリ装着部１４に対して、バッテリ１２は、第２支持部６０によって支持されるバッテリ１２の他端部側を支点として、バッテリ１２を揺動する方向に着脱される。このようにして、バッテリ１２は、下パプ２ｂの中空部２ｉに対して開口部２ｊから出し入れ可能となる。バッテリ１２は、バッテリ装着部１４に装着されると、ダウンチューブ２ｂ内に収まるように配置される。バッテリ１２がバッテリ装着部１４に装着された状態では、モータ７ａに対して電気的に接続され、バッテリ１２はモータ７ａに対して電力を供給できる。

図１１（ａ）を参照して、バッテリ１２がバッテリ装着部１４に装着されかつ係止部７０が係止位置Ｐ１に位置するとき、係止部７０と段部２６との掛かり代Ｘは、第１係合部８６ａと第２係合部３４ａとのクリアランスＹ１、および第１係合部８６ｂと第２係合部３４ｂとのクリアランスＹ２より大きい。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第１係合部８６ａ，８６ｂがそれぞれ第２係合部３４ａ，３４ｂに係合する状態であっても、係止部７０は段部２６に係止される。

次に、図１２～図１４を参照して、操作部７８および規制解除部３６を操作したときのストッパ８０および係止部７０の動きについて説明する。

図１２（ａ）、図１３（ａ）および図１４（ａ）に示す施錠状態では、係止部７０はストッパ８０によって係止されて係止位置Ｐ１から移動できない。

ついで、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）および図１４（ｂ）を参照して、操作部７８を回すと、ストッパ８０は上昇して、ストッパ８０の係止部７０への係止は解除されて開錠状態となり、係止部７０は移動可能となる。

そして、図１２（ｃ），（ｄ）、図１３（ｃ）および図１４（ｃ）を参照して、規制解除部３６を押し込むと、それに伴って係止部７０は係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２へ移動する。このとき、規制解除部３６を押し込みながら受け部２８に指を引っ掛けることができるように、規制解除部３６は、受け部２８の操作部７８側の側面より内側まで押し込まれる。これにより、段部２６に対する係止部７０の係止は解除され、係止部７０は、バッテリ１２の取付部１８に形成された溝２０を通ることが可能な状態になる。

図１５を参照して、バッテリ装着部１４からバッテリ１２を取り外す動作について説明する。

まず、図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、上述のように、操作部７８を回して開錠状態にした後、受け部２８と規制解除部３６とを矢印Ｃで示す短手方向からつまんで、規制解除部３６を押し込む。すると、係止位置Ｐ１に位置する第１支持部５８の係止部７０が、非係止位置Ｐ２に移動する。ついで、バッテリ１２を下方向へ引き抜く。すなわち、バッテリ装着部１４に対して、バッテリ１２を、バッテリ１２の他端部側を支点として、矢印Ｂで示す取り外し方向に揺動させる。すると、図１５（ｃ）および（ｄ）を参照して、係止部７０は、バッテリ１２の取付部１８のガイド部２２に沿って溝２０を移動するとともに、バッテリ１２のガイド溝部３２ａ，３２ｂから第１支持部５８のガイド凸部８４ａ，８４ｂが抜き出されていく。さらに、図１５（ｅ）および（ｆ）を参照して、係止部７０が取付部１８の溝２０から離れるとともに、バッテリ１２のガイド溝部３２ａ，３２ｂから第１支持部５８のガイド凸部８４ａ，８４ｂが離れ、バッテリ１２がバッテリ装着部１４ひいては電動自転車１から取り外される。その後、操作部７８を回して施錠状態にする。

図１６を参照して、バッテリ装着部１４にバッテリ１２を取り付けるとき動作について説明する。

まず、図１６（ａ）および（ｂ）を参照して、操作部７８を回して開錠状態にした後、バッテリ１２を上方向に押し込む。すなわち、バッテリ装着部１４に対して、バッテリ１２を、バッテリ１２の他端部側を支点として、矢印Ｂで示す取り外し方向とは逆方向に揺動させる。すると、第１支持部５８のガイド凸部８４ａ，８４ｂが、バッテリ１２のガイド溝部３２ａ，３２ｂに挿入されるより先に、係止部７０が、溝２０に挿入される。さらに、図１６（ｃ）および（ｄ）を参照して、係止部７０が、ガイド部２２に沿って溝２０を移動するとともに、第１支持部５８のガイド凸部８４ａ，８４ｂが、バッテリ１２のガイド溝部３２ａ，３２ｂに挿入されていく。そして、図１６（ｅ）を参照して、係止部７０が取付部１８の溝２０を通り過ぎて非係止位置Ｐ２まで進むと、係止部７０はバネ７６によってバッテリ１２の矢印Ｃで示す短手方向に移動され、係止位置Ｐ１に至る。このとき、第１支持部５８のガイド凸部８４ａ，８４ｂは、バッテリ１２のガイド溝部３２ａ，３２ｂに奥まで挿入されるが、ダンパ４４によってやや押し戻され、それに伴って、係止部７０が段部２６に押圧される。その後、操作部７８を回して施錠状態にする。

このような電動自転車１によれば、バッテリ装着部１４にバッテリ１２が装着された状態において、第１支持部５８に設けられた第２移動規制部７４が係止部７０に作用することによって、第１支持部５８に設けられた係止部７０は係止位置Ｐ１に位置し、係止部７０の非係止位置Ｐ２への移動が規制される。係止位置Ｐ１に位置する係止部７０は、バッテリ１２の一端部に設けられた第１移動規制部としての段部２６によって係止されるので、バッテリ１２をバッテリ装着部１４から取り外すことができず、バッテリ装着部１４へのバッテリ１２の装着はロックされる。このような装着状態からバッテリ１２を取り外すとき、第２移動規制部７４による規制を解除して、係止部７０を係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２に移動させて、係止部７０と段部２６との係止状態を解消させた後、バッテリ１２を取り出し方向に引き出してバッテリ装着部１４から取り外す。このように、係止部７０を係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２に移動させた後、バッテリ１２を引き出すだけで、バッテリ装着部１４からバッテリ１２を操作性良く取り外すことができる。

係止部７０を段部２６に係止させることによって、係止部７０の取り外し方向への動きを容易に阻止することができる。

第１付勢部としてのバネ７６で係止部７０を非係止位置Ｐ２側から係止位置Ｐ１側に付勢することによって、係止部７０を係止位置Ｐ１に容易に位置させることができる。

操作部７８の操作にストッパ８０を連動させて、ストッパ８０を係止部７０に係止する位置に容易に進退させることができる。したがって、操作部７８の操作によって、係止部７０を係止位置Ｐ１に位置させ、係止部７０の非係止位置Ｐ２への移動を容易に抑制できる。

係止部７０が係止位置Ｐ１に位置するとき、操作部７８を操作するだけでは、係止部７０に対するストッパ８０の係止を解除できるだけであり、係止部７０はその場から移動しない。したがって、係止部７０は段部２６に係止されたままであり、バッテリ１２の重力方向への移動を抑制でき、バッテリ１２がバッテリ装着部１４から不本意に取り外されることを抑制できる。

規制解除部３６によって係止部７０を係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２に容易に移動させることができる。特に、係止部７０を間接的に移動できるので、係止部７０を直接操作できない場合に有効である。

規制解除部３６をバッテリ１２の長手方向に動作させる場合、指を一方向にしか動かせず、規制解除部３６を指でつまむ動作ができない。しかし、規制解除部３６をバッテリ１２の短手方向に動作させることによって、規制解除部３６を指でつまむ動作が可能となり、バッテリ１２の取り外し作業がさらに容易になる。

規制解除部３６は、取り外し方向において、第２移動規制部７４の操作部７８より下流側にある。したがって、規制解除部３６の操作と同時にバッテリ１２を手で支持することができ、もう一方の手でバッテリ１２を支える必要がなく、バッテリ１２の取り外し作業が容易になる。バッテリ１２をバッテリ装着部１４から下方に取り外すときに特に効果的である。

第２付勢部としてのバネ４２によって規制解除部３６を非係止位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に向かう方向に付勢することによって、規制解除部３６は、段部２６と重ならない状態とすることができ、係止部７０が入る空間を確保することができる。その結果、バッテリ１２の装着時、係止部７０が非係止位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に移動する途中で係止部７０が規制解除部３６に当たらないため、係止部７０の移動が円滑になる。また、規制解除部３６を操作しやすい位置に配置させることができる。さらに、バッテリ１２を取り外して単体で持ち運ぶとき、規制解除部３６が一方向に付勢されているため、不快なガタつき音が出にくくなる。

ガイド部２２によって係止部７０を案内させながら、バッテリ装着部１４からバッテリ１２を円滑に取り外すことができる。

係止部７０が溝２０内を摺動することによって、バッテリ装着部１４からバッテリ１２を確実に取り外すことができる。

溝１２は、矢印Ｂで示す取り外し方向の上流側の方が下流側よりも幅広に形成されるので、係止部７０を溝１２に入れやすくなり、バッテリ１２をバッテリ装着部１４に容易に装着できる。

ガイド溝部３２ａ，３２ｂにガイド凸部８４ａ，８４ｂが嵌ることによって、バッテリ装着部１４に対してバッテリ１２が傾いたり回転したりすることを抑制できる。

ガイド溝部３２ａ，３２ｂとガイド部２２とがバッテリ１２の一端部に設けられ、ガイド凸部８４ａ，８４ｂと係止部７０とが第１支持部５８に設けられるので、バッテリ１２の一端部側に注意を向ければよく、バッテリ１２をバッテリ装着部１４に容易に取り付けることができる。

ガイド凸部８４ａ，８４ｂは、係止部７０よりも取り外し方向の上流側に設けられる。したがって、係止部７０をガイド部２２に沿って移動させた後、ガイド凸部８４ａ，８４ｂをガイド溝部３２ａ，３２ｂに嵌めて移動させることができるので、バッテリ１２をバッテリ装着部１４に円滑に取り付けることができる。

ガイド凸部８４ａ，８４ｂの第１係合部８６ａ，８６ｂがそれぞれ、ガイド溝部３２ａ，３２ｂの第２係合部３４ａ，３４ｂに係合することによって、バッテリ１２の盗難を抑制できる。

係止部７０と段部２６との掛かり代Ｘは、第１係合部８６ａ，８６ｂと第２係合部３４ａ，３４ｂとのクリアランスＹ１，Ｙ２より大きいので、第１係合部８６ａ，８６ｂがそれぞれ第２係合部３４ａ，３４ｂに係合する状態であっても、係止部７０は段部２６に係止される。したがって、第１係合部８６ａ，８６ｂと第２係合部３４ａ，３４ｂとが係合しているか否かにかかわらず、係止位置Ｐ１に位置する係止部７０を段部２６に係止させることができ、係止部７０と段部２６との係止状態が不本意に解除されることを防止できる。

バッテリ１２をバッテリ装着部１４に取り付けたとき、ダンパ４４によって係止部７０と段部２６とを相互に押し付けることができ、バッテリ１２の取り外し方向のがたつきを抑制できる。

受け部２８が略Ｔ字状に形成されることで指をかけやすく、バッテリ１２を装着位置から引き出しやすくなる。

この発明に係るバッテリ装置１０は、電動自転車１に好適に用いられる。

上述の実施形態では、係止部７０と規制解除部３６とは別部品であったが、これに限定されない。規制解除部を兼ねる係止部が用いられてもよい。
図１７～図１９を参照して、規制解除部を兼ねる係止部７０ａを用いた実施形態について、バッテリ装着部１４ａからバッテリ１２ａを取り外す動作について説明する。

図１７（ａ）、図１８（ａ）および図１９（ａ）に示す施錠状態では、係止部７０ａはストッパ８０によって係止されて係止位置Ｐ１から移動できない。

ついで、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）および図１９（ｂ）を参照して、操作部７８を回して開錠状態にすると、ストッパ８０は上昇して係止部７０ａへの係止は解除され、係止部７０ａは移動可能となる。

そして、図１７（ｃ），（ｄ）、図１８（ｃ）および図１９（ｃ）を参照して、係止部７０ａを押し込むと、係止部７０ａは係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２へ移動する。これにより、段部２６ａに対する係止部７０ａの係止は解除され、係止部７０ａは、バッテリ１２ａの取付部１８ａに形成された溝２０ａを通ることが可能な状態になる。その後、係止部７０ａが溝２０ａを通過するように、バッテリ装着部１４ａに対して、バッテリ１２ａを、バッテリ１２ａの他端部側を支点として揺動させることによって、バッテリ装着部１４ａからバッテリ１２ａを取り外すことができる。

上述の実施形態では、係止部７０の係止位置Ｐ１および非係止位置Ｐ２は、バッテリ１２の短手方向に沿って設けられたが、これに限定されない。係止部の係止位置および非係止位置は、バッテリの長手方向に沿って設けられてもよい。

図２０および図２１を参照して、係止部７０ｂの係止位置Ｐ１および非係止位置Ｐ２がバッテリ１２ｂの長手方向に沿って設けられる実施形態について、バッテリ装着部１４ｂからバッテリ１２ｂを取り外す動作について説明する。この場合、係止部７０ｂは、バッテリ１２ｂの矢印Ａで示す長手方向に移動する。

図２０（ａ）、図２１（ａ）に示す施錠状態では、係止部７０ｂはストッパ８０ｂによって係止されて係止位置Ｐ１から移動できない。

ついで、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）を参照して、操作部７８を回して開錠状態にすると、ストッパ８０ｂは上昇して係止部７０ｂへの係止は解除され、係止部７０ｂはバッテリ１２ｂの矢印Ａで示す長手方向へ移動可能となる。

そして、図２０（ｃ）、図２１（ｃ）を参照して、規制解除部３６ｂを押し込むと、それに伴って係止部７０ｂは係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２へ移動する。これにより、段部２６ｂに対する係止部７０ｂの係止は解除され、係止部７０ｂは、バッテリ１２ｂの取付部１８ｂに形成された溝２０ｂを通ることが可能な状態になる。その後、係止部７０ｂが溝２０ｂを通過するように、バッテリ装着部１４ｂに対して、バッテリ１２ｂを、バッテリ１２ｂの他端部側を支点として揺動させることによって、バッテリ装着部１４ｂからバッテリ１２ｂを取り外すことができる。

上述の実施形態では、バッテリ１２はダウンチューブ２ｂから下方向に取り外されたが、これに限定されない。図２１に示す電動自転車１ａのように、バッテリ１２は、ダウンチューブ２ｋから上方向に取り外されてもよい。すなわち、バッテリ１２は、ダウンチューブ２ｋに設けられたバッテリ装置１４に対して上側から着脱されてもよい。この場合、バッテリ１２の略Ｔ字状の受け部２８に指を引っかけることで、バッテリ１２を容易に上方向へ引き上げることができる。

上述の実施形態では、バッテリ装着部１４にガイド凸部８４ａ，８４ｂが設けられ、バッテリ１２にガイド溝部３２ａ，３２ｂが設けられたが、これに限定されない。バッテリにガイド凸部が設けられ、バッテリ装着部にガイド溝部が設けられてもよい。

また、ガイド凸部およびガイド溝部は、第２支持部側（バッテリの他端部側）にのみ設けられてもよいし、第１支持部と第２支持部との間、すなわち下フレームおよびバッテリの外側面に設けられてもよい。

ガイド凸部およびガイド溝部のそれぞれの数は、２つに限定されず、任意でよい。ガイド凸部およびガイド溝部の数は、たとえば、１つずつでもよいし、３つずつ以上でもよい。

上述の実施形態では、バッテリ装着部１４からのバッテリ１２の取り外し方向は、バッテリ１２の他端部側を支点としてバッテリ１２を揺動する方向であったが、これに限定されない。バッテリ装着部からのバッテリの取り外し方向は、バッテリの長手方向に対する直交方向であってもよい。

上述の実施形態では、第２移動規制部７４は、第１付勢部としてのバネ７６と、操作部７８と、ストッパ８０とを含んだが、これに限定されない。第２移動規制部は、第１付勢部のみから構成されてもよい。この場合、係止部を押すことによって、第１付勢部による規制に抗して、係止部を係止位置Ｐ１から非係止位置Ｐ２に移動させることができる。また、第２移動規制部は、操作部およびストッパのみから構成されてもよい。

第１移動規制部は、段部に限定されず、係止部に係止可能な任意の手段を含む。

第１付勢部および第２付勢部は、バネに限定されず、ゴム等の弾性部材であってもよい。

図５を参照して、溝２０を構成する直線状の側部Ｓは、必ずしも必要ではない。

上述の実施形態では、バッテリ装置１０はダウンチューブ２ｂ内に配置されたが、これに限定されない。バッテリ装置１０は、パイプの表面に取り付けられてもよい。

上述の実施形態では、バッテリ装置１０はダウンチューブ２ｂに取り付けられたが、これに限定されない。バッテリ装置１０は、たとえば、シートチューブ２ｃに取り付けられてもよく、バッテリ装置１０が取り付けられるパイプは任意でよい。

上述の実施形態では、この発明に係る電動自転車は電動アシスト自転車である場合について説明したが、これに限定されない。この発明に係る電動自転車は、バッテリからの電力を用いて走行可能な自転車であればよい。

電動自転車は、３輪以上の車輪を有していてもよい。

１，１ａ 電動自転車
１０ バッテリ装置
１２，１２ａ，１２ｂ バッテリ
１４，１４ａ，１４ｂ バッテリ装着部
２０，２０ａ，２０ｂ 溝
２２ ガイド部
２６，２６ａ，２６ｂ 段部
２８ 受け部
３２ａ，３２ｂ ガイド溝部
３４ａ，３４ｂ 第２係合部
３６，３６ｂ 規制解除部
４２，７６ バネ
４４ ダンパ
５８ 第１支持部
６０ 第２支持部
７０，７０ａ，７０ｂ 係止部
７４ 第２移動規制部
７８ 操作部
８０，８０ｂ ストッパ
８４ａ，８４ｂ ガイド凸部
８６ａ，８６ｂ 第１係合部
Ａ バッテリの長手方向
Ｂ バッテリの取り外し方向
Ｃ バッテリの短手方向
Ｐ１ 係止位置
Ｐ２ 非係止位置
Ｘ 係止部と段部との掛かり代
Ｙ１，Ｙ２ 第１係合部と第２係合部とのクリアランス

Claims (18)

1. バッテリと、
   それぞれ前記バッテリの一端部および他端部を支持する第１支持部および第２支持部を有し、前記バッテリを着脱可能なバッテリ装着部と、
   前記バッテリの一端部に設けられる第１移動規制部と、
   前記第１移動規制部に係止される係止位置および前記第１移動規制部に係止されない非係止位置間を移動可能に前記第１支持部に設けられる係止部と、
   前記係止部を前記係止位置に位置させて前記係止部の前記非係止位置への移動を規制するために、前記第１支持部に設けられる第２移動規制部とを備え、
   前記バッテリ装着部からの前記バッテリの取り外し方向は、前記バッテリの前記他端部側を支点として前記バッテリを揺動する方向または前記バッテリの長手方向に対する直交方向であり、
   前記係止部の前記係止位置および前記非係止位置は、前記バッテリの短手方向または長手方向に沿って設けられ、
   前記係止位置は、前記係止部が前記第１移動規制部に係止されて前記バッテリが前記バッテリ装着部から取り外し不能となる位置であり、その一方、前記非係止位置は、前記係止部が前記第１移動規制部に係止されず前記バッテリが前記バッテリ装着部から取り外し可能となる位置であり、
   前記第２移動規制部は、ストッパと、前記ストッパを前記係止部に係止する位置に進退させる操作部とを含み、前記係止部が前記第１移動規制部に係止された状態を維持しながら、前記操作部の操作によって、前記ストッパが前記係止部に係止される施錠状態と、前記ストッパの前記係止部への係止が解除される開錠状態とに、切替可能に構成される、バッテリ装置。
2. 前記第１移動規制部は、前記バッテリの一端部に設けられる段部を含む、請求項１に記載のバッテリ装置。
3. 前記第２移動規制部は、前記係止部を前記非係止位置側から前記係止位置側に付勢する第１付勢部をさらに含む、請求項１または２に記載のバッテリ装置。
4. 前記係止部を前記係止位置から前記非係止位置に移動させるために前記バッテリの一端部に設けられる規制解除部をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ装置。
5. 前記規制解除部は、前記バッテリの短手方向に動作するように構成される、請求項４に記載のバッテリ装置。
6. 前記係止部を前記係止位置から前記非係止位置に移動させるために前記バッテリの一端部に設けられる規制解除部をさらに含み、
   前記規制解除部は、前記取り外し方向において、前記第２移動規制部の前記操作部より下流側にある、請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ装置。
7. 前記非係止位置から前記係止位置に向かう方向に前記規制解除部を付勢する第２付勢部をさらに含む、請求項４から６のいずれかに記載のバッテリ装置。
8. 前記係止部を案内するために前記バッテリの長手方向からみて少なくとも前記取り外し方向に延びるように前記バッテリの一端部に設けられるガイド部をさらに含む、請求項１から７のいずれかに記載のバッテリ装置。
9. 前記ガイド部を有し、前記係止部が通るために前記バッテリの長手方向からみて少なくとも前記取り外し方向に延びるように前記バッテリの一端部に設けられる溝をさらに含む、請求項８に記載のバッテリ装置。
10. 前記溝は、前記取り外し方向の上流側の方が下流側よりも幅広に形成される、請求項９に記載のバッテリ装置。
11. 前記バッテリおよび前記バッテリ装着部のいずれか一方に設けられるガイド凸部と、
    前記バッテリおよび前記バッテリ装着部の他方に設けられかつ前記ガイド凸部が嵌るガイド溝部とをさらに含む、請求項１から１０のいずれかに記載のバッテリ装置。
12. 前記ガイド凸部は、前記バッテリの長手方向からみて前記取り外し方向に沿うように前記第１支持部に設けられ、
    前記ガイド溝部は、前記バッテリの長手方向からみて前記取り外し方向に沿うように前記バッテリの一端部に設けられる、請求項１１に記載のバッテリ装置。
13. 前記ガイド凸部は、前記係止部よりも前記取り外し方向の上流側に設けられる、請求項１１または１２に記載のバッテリ装置。
14. 前記ガイド凸部は、第１係合部を有し、
    前記ガイド溝部は、前記第１係合部と係合可能な第２係合部を有する、請求項１１から１３のいずれかに記載のバッテリ装置。
15. 前記バッテリが前記バッテリ装着部に装着されかつ前記係止部が前記係止位置に位置するとき、前記係止部と前記第１移動規制部との掛かり代は、前記第１係合部と前記第２係合部とのクリアランスより大きい、請求項１４に記載のバッテリ装置。
16. 前記ガイド溝部に設けられるダンパをさらに含む、請求項１１から１５のいずれかに記載のバッテリ装置。
17. 前記バッテリの一端部に設けられるＴ字状の受け部をさらに含む、請求項１から１６のいずれかに記載のバッテリ装置。
18. 請求項１から１７のいずれかに記載のバッテリ装置を備える、電動自転車。

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