WO2013061880A1 - 電動車両 - Google Patents

Abstract

　車載バッテリ（５０）を搭載した電動車両である。この車載バッテリ（５０）は、左側面（５０ｄ）に充電部（５３）を有し、右側面（５０ｅ）に放電部（５４、５５）を有し、下面（５０ｆ）にバッテリ側給電端子（５６）を有し、車両走行時には電動機を駆動し、非走行時は外部の電気製品に電力を供給し、もって常時使用可能に構成されている。

Description

電動車両

　本発明は、車載バッテリの電力で走行する電動車両の改良に関する。

　電動車両のエネルギー源として車載バッテリと燃料電池とが実用化されている。燃料電池が高価であるため、電動車両のエネルギー源は車載バッテリが主体である。

　電動車両車に搭載する車載バッテリが各種提案されてきた（例えば、特許文献１（図１、図２、図１１）参照。）。

　特許文献１に示されるように、パワーアシスト自転車には、シートを支えるシートチューブの後面に沿ってバッテリ収納装置が設けられている。このバッテリ収納装置は、アウタボックスが外観部材となる。

　特許文献１に示されるように、アウタボックスに、バッテリを内蔵するインナボックスが抜き差し自在に収納される。接続機構に雌端子が嵌ることで、バッテリ側と車体側とが電気的に接続され、車載発電機で発電された電気エネルギーが接続機構を通じてバッテリに充電され、バッテリに蓄えられた電力が接続機構を通じて車体側（電動機や車載電気品）へ供給される。

　その他、必要に応じて、充電開口に外からプラグを挿入することで、外部電源によりバッテリが充電される。

　このように、車載バッテリは、車体側（電動機や電装品）へ給電することを目的に搭載される。非走行時は電装品に微量の電力を供給する役割の他は、有効利用が図られていない。

　車載バッテリは、良質な蓄電装置であるため、非走行時にも活用されることが期待される。

特許第３６８３３０７号公報

　本発明は、利用性が拡大された車載バッテリを備える電動車両を提供することを課題とする。

　請求項１に係る発明は、車載バッテリで給電される電動機を駆動源として走行する電動車両であって、
　電動車両の車体に、前記車載バッテリを抜き差し可能に収納するバッテリ収納部が設けられ、このバッテリ収納部の底部に、前記車載バッテリの電力を車体側へ供給する車体側給電端子が設けられ、
　前記車載バッテリには、下面に前記車体側給電端子に結合するバッテリ側給電端子が設けられ、車体左側と右側の一方に面する一方の側面に、外部電源から前記車載バッテリへ充填する充電部が設けられ、車体左側と右側の他方に面する他方の側面に、前記車載バッテリの電力を外部へ供給する放電部が設けられ、前記車載バッテリ内に、電力を変圧する及び／又は直流を交流に変換する変圧器が内蔵され、
　前記車体の側面には、前記充電部に接続するプラグ又はコネクタを通過させる充電側開口部、及び前記放電部に接続するプラグ又はコネクタを通過させる放電側開口部が設けられていることを特徴とする。

　請求項２に係る発明では、車載バッテリの側面に凸部又は凹部が設けられ、バッテリ収納部に凸部又は凹部を案内する凹状ガイド部又は凸状ガイド部が設けられていることを特徴とする。

　請求項３に係る発明では、バッテリ収納部に、収納された車載バッテリが抜けることを防止する係止機構が付設されていることを特徴とする。

　請求項４に係る発明では、車体側給電端子は、バッテリ収納部の底部から上方へ突出して設けられていることを特徴とする。

　請求項５に係る発明では、充電側開口部及び放電側開口部は、開閉可能な蓋手段で塞がれていることを特徴とする。

　請求項６に係る発明では、バッテリ収納部に、車体後方位置に物入れが付設され、この物入れに係止機構の操作子が収納されていることを特徴とする。

　請求項７に係る発明では、バッテリ収納部の底部に、水抜き穴が設けられていることを特徴とする。

　請求項１に係る発明では、車載バッテリに、電力を変圧する及び／又は直流を交流に変換する変圧器が内蔵され、車体左側と右側の一方に面する一方の側面に、外部電源から車載バッテリへ充填する充電部が設けられ、他方の側面に、車載バッテリの電力を外部へ供給する放電部が設けられている。
　非走行時に、電気製品のプラグやコネクタを放電部に接続することで、電気製品を使用することができる。

　加えて、非走行時に、外部電源から充電部へ給電を受け、内蔵する変圧器で変圧し、放電部を介して外部の電気製品へ給電することができる。すなわち、充電しながら放電させることもできる。
　すなわち、車載バッテリは、走行時には電動機を駆動し、非走行時は外部の電気製品に電力を供給する。車載バッテリを、常時、使用することが可能となる。
　本発明によれば、利用性が拡大された車載バッテリを備える電動車両が提供される。

　請求項２に係る発明では、車載バッテリの側面に凸部又は凹部が設けられ、バッテリ収納部に凹状ガイド部又は凸状ガイド部が設けられている。
　車載バッテリ側の凸部（又は凹部）が、バッテリ収納部側の凹状ガイド部（又は凸状ガイド部）で案内されるため、車載バッテリの引き抜き及び挿入が、がたつくことなく円滑に行われる。併せて、位置決め性が良好であるため、バッテリ側給電端子を車体側給電端子に円滑に嵌めることができる。

　請求項３に係る発明では、バッテリ収納部に、収納された車載バッテリが抜けることを防止する係止機構が付設されている。路面の凹凸により車両がバウンドした場合にあっても、係止機構の係止作用により、車載バッテリがバッテリ収納部から上方へ抜ける心配がなくなる。すなわち、係止機構により車載バッテリがより確実に固定される。

　請求項４に係る発明では、車体側給電端子は、バッテリ収納部の底部から上方へ突出して設けられている。車体の隙間を通って、水がバッテリ収納部に侵入することがあり得る。万一、バッテリ収納部の底部に水が溜まっても、車体側給電端子がバッテリ収納部の底部より上位にあるため、車体側給電端子に浸水する心配はない。

　また、車体側給電端子が上方へ突出しているため、車載バッテリの下面に凹部が設けられ、この凹部にバッテリ側給電端子が設けられる。凹部に車体側給電端子を挿入すればよく、凹部の案内作用により車載バッテリの取付けが容易になると共に、車載バッテリの地決めがより正確になされる。

　請求項５に係る発明では、充電側開口部及び放電側開口部は、開閉可能な蓋手段で塞がれている。充電側開口部及び放電側開口部を開放することは差し支えないが、雨水や埃の侵入は防げない。
　この点、本発明によれば、蓋手段で雨水や埃の侵入を防ぐことができる。

　請求項６に係る発明では、バッテリ収納部に、車体後方位置に物入れが付設され、この物入れに係止機構の操作子が収納されている。
　物入れのスペースを利用し、このスペースに手を差し入れて操作子を操作することができる。係止機構の操作がより容易になる。

　請求項７に係る発明では、バッテリ収納部の底部に、水抜き穴が設けられている。
　水抜き穴により、バッテリ収納部へ侵入した水を速やかに排出させることができる。浸水によりバッテリの劣化を防止することができる。

本発明による電動車両の斜視図である。 該電動車両の車体要部の分解斜視図である。 該電動車両のバッテリ収納部の底部の断面図である。 該車体側の給電端子の断面図である。 該電動車両の車載バッテリの係止機構の断面図である。 該係止機構の作用図である。 該電動車両の左側面図である。 該電動車両の充電側開口部の蓋手段としてのシャッタの詳細図である。 該電動車両の右側面図である。 該電動車両の充電側開口部の蓋手段としての栓の詳細図である。 該電動車両を後方から見た斜視図である。 該車載バッテリ周りのブロックダイヤグラムである。 図１２の構成の変更例を示す図である。

　本発明の実施例を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。以下の説明において、「前後」、「左右」なる用語は運転者を基準として見た方向を示す。

　図１に示されるように、電動車両１０は、ボックス形の車体１１に前輪１２と後輪１３とを備え、車体１１の前面に前照灯１４、左フロントウインカー１５Ｌ（Ｌは左を示す添え字。以下同じ）及び右フロントウインカー１５Ｒ（Ｒは右を示す添え字。以下同じ）を備え、車体１１の上面前部にハンドルポスト１６Ｌ、１６Ｒを備え、車体１１の上面後部にシート１７を備え、車体１１の側面に起倒形ステップ１８Ｌ、１８Ｒを備え、後輪１３に内蔵される電動機２０で駆動される電動二輪車である。

　便宜上、左のステップ１８Ｌは起立状態（非使用状態、収納状態）が描かれ、右のステップ１８Ｒは倒した状態（使用状態）が描かれている。
　運転者は、シート１７に座り、ステップ１８Ｌ、１８Ｒに足を載せ、左のハンドルポスト１６Ｌ上部のハンドルグリップ１９Ｌを握ると共に右のハンドルポスト１６Ｒ上部のハンドルグリップ１９Ｒを握り、右のハンドルグリップ１９Ｒを回すことで、走り出すことができる。走行中は、左右のブレーキレバー２１Ｌ、２１Ｒで制動をかけ、左右のバックミラー２２Ｌ、２２Ｒで後方を視認することができる。ハンドルグリップ１９Ｌ、１９Ｒの車幅外側に車幅灯２３Ｌ、２３Ｒを設けることにより、外部に車幅を認識させる。

　図２は車体１１の要部の分解斜視図であり、車体１１は、車幅方向中央に配置される中央フレーム２５と、この中央フレーム２５の左側面に沿わせる左側フレーム２６と、中央フレーム２５の右側面に沿わせる右側フレーム２７を主要素とする。
　中央フレーム２５は、バッテリ収納部２８を構成する前壁部３１、底部３２、後壁部３３と、この後壁部３３の車両後方に連続して設けた物入れ３４とからなる。この物入れ３４の後部にヒンジ３５を介してシート１７を開閉可能に取付けることができる。

　シート１７は底面（下面）に、タブレット形端末３６を抜き差し自在に収納するポケット部３７を有する。ポケット部３７の一端に、端子部３８を備え、タブレット形端末３６を車体側に電気的に接続することができる。このタブレット形端末３６は、走行時に車載コンピュータを兼ねさせることができる（詳細後述）。非走行時には、図示するようにシート１７を開けて、立てることにより、テレビ受像機のように、映像を楽しむことやゲームを楽しむことができる。または、パソコン（パーソナル・コンピュータ）としてネット情報入手ツールとして利用することができる。

　バッテリ収納部２８において、底部３２に複数個の脚収納凹部３９が設けられ、これらの脚収納凹部３９が連通溝４１で繋がれる。これらの脚収納凹部３９で囲われた領域に、車体側給電端子４２が配置される。
　後壁部３３に、縦長の凹状ガイド部４３が設けられる。前壁部３１にも凹状ガイド部が設けられるが、図示の都合で見えない。

　加えて、後壁部３３に、係止機構４４が取付けられる。この係止機構４４の詳細は後述するが、操作子４５が物入れ３４に延びている。この操作子４５は、好ましくは、物入れ３４の右端又は左端に寄せて配置する。この配置により、物入れ３４に小物を出し入れするときに、操作子４５が邪魔になる心配がない。

　車載バッテリ５０は、比較的単純な六面体であり、上面５０ａに取っ手５１を有し、前面５０ｂ及び後面５０ｃに縦長の凸部５２を有し、左側面５０ｄに充電部５３を有し、右側面５０ｅに放電部５４、５５を有し、下面５０ｆにバッテリ側給電端子５６を有する。
　凸部５２を凹状ガイド部４３に嵌め、下降させることで、車載バッテリ５０をバッテリ収納部２８に円滑に収納させることができる。凸部５２と凹状ガイド部４３の嵌合により、バッテリ側給電端子５６は、振れることなく、車体側給電端子４２に嵌めることができる。同様に、凸部５２と凹状ガイド部４３の嵌合により、振れることなく、車載バッテリ５０を上へ抜くことができる。

　凸部５２を凹部に変更することは差し支えない。この場合、凹状ガイド部４３は凸状ガイド部に変更すればよい。

　左側フレーム２６には、車載バッテリ５０の充電部５３に対応する位置に、充電側開口部５７が設けられている。
　右側フレーム２７には、車載バッテリ５０の放電部５４、５５に対応する位置に、放電側開口部５８、５８が設けられている。

　図３に示されるように、車載バッテリ５０の底に複数個の脚部５９が突設されている。複数個の脚部５９を備えているので、車載バッテリ５０は、単体で床や路上に置くことができる。
　これらの脚部５９が収まるように底部３２に脚収納凹部３９が設けられている。さらに、脚収納凹部３９間は連通溝４１で結ばれている。４個のうちの１個の脚収納凹部３９に水抜き穴６１が設けられる。
　他の脚収納凹部３９に溜まった水は、連通溝４１を介して脚収納凹部３９に集められ、水抜き穴６１を介して車体外へ排出される。

　脚収納凹部３９の全てに水抜き穴６１を設けることは差し支えない。しかし、水抜き穴６１は、車両が水たまりに突っ込んだときには、水たまりの水の一部が水抜き穴６１を通ってバッテリ収納部２８へ侵入する危険性が大きくなる。
　この点、この実施例では４個の脚収納凹部３９に対して１個の水抜き穴６１を設けたので、水が逆流する心配は少なくなる。

　基本的には、底部３２の上面に溜まった水は速やかに排出される。しかし、排出より侵入する水が多くなることや、水抜き穴６１が詰まって排水が不十分になることはあり得る。
　対策として、図４に示されるように、車体側給電端子４２を底部３２から上へ突出させる。この対策を講じることにより、少々の溜まり水６２では車体側給電端子４２が水に浸かる心配はなくなる。

　加えて、車載バッテリ５０側には、車体側給電端子４２に対応する凹部５０ｇが設けられ、この凹部５０ｇにバッテリ側給電端子５６が設けられる。車体側給電端子４２が情報へ突出するため、対応する凹部５０ｇは深くなり、結果、凹部５０ｇがガイド作用を発揮し、車体側給電端子４２へバッテリ側給電端子５６がより正確に位置決めされつつ嵌合される。

　次に、係止機構の詳細を説明する。
　図５に示されるように、係止機構４４は、後壁部３３の上部にピン６４で揺動自在に止められる抑え爪６５と、この抑え爪６５から延びて指掛け部に相当する操作子４５と、抑え爪６５が車載バッテリ５０の上面に強く当たるように抑え爪６５を付勢するトーションばね６６とからなる。
　好ましくは、操作子４５は物入れ３４へ延ばす。加えて、物入れ３４に操作子４５を仮止めする仮止め片６７を回転自在に設ける。

　図６に示されるように、車載バッテリ５０の抜き差しに当たっては、操作子４５を押すことで、車載バッテリ５０から離れる方向へ抑え爪６５を回転させ、その位置で、仮止め片６７にて操作子４５を仮止めする。この状態で、車載バッテリ５０を入れる。入れ終わったら、仮止め片６７を回して、操作子４５を自由にし、図５に示されるように、抑え爪６５で車載バッテリ５０の上面５０ａを抑える。

　図２において、左側フレーム２６に設けた充電側開口部５７や右側フレーム２７に設けた放電側開口部５８は、単なる開口であっても差し支えないが、これらの開口から雨水が侵入して車載バッテリ５０に悪影響を及ぼすことが懸念される場合には、対策を講じる必要がある。
　その対策の例を次に述べる。

　図７に示されるように、左側フレーム２６に設けた充電側開口部５７に、開閉自在の蓋手段を設けることが望まれる。蓋手段としてシャッタと栓の２例を順に説明する。

　図８（ａ）は図７の要部拡大図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の背面図である。
　図８（ｂ）に示されるように、左側フレーム２６の背面（車体中心側の面）に２本のＬ断面レール６８、６８を取付ける。２本のレール６８、６８間に、蓋手段としてのシャッタ６９を嵌め、このシャッタ６９を圧縮ばね７１で閉じ側へ付勢する。好ましくは、閉じ位置でシャッタ６９を制止するストッパピン７２を立てる。

　図８（ａ）の作用図である図８（ｃ）に示されるように、指掛け片７３に指を掛けてシャッタ６９を開側へ移動する。結果、充電側開口部５７が開き、奥の充電部５３が見える。この充電部５３へ給電プラグ７４（又は給電コネクタ）を差込み、車載バッテリに充電する。充電が終わり、給電プラグ７４を撤去すると、圧縮ばね７１の作用でシャッタ６９が閉じ位置に移動し、図８（ａ）に示されるように、充電側開口部５７がシャッタ６９で塞がれる。

　図９に示されるように、右側フレーム２７に設けた放電側開口部５８、５８にも、開閉自在の蓋手段を設けることが望まれる。

　図１０（ａ）に示されるように、放電側開口部５８、５８に、ゴム製又は軟質樹脂製の栓７６、７６を嵌める又は被せる。
　図１０（ｂ）に示されるように、栓７６を外すと、奥の放電部５４（又は５５）が見える。この放電部５４に電気製品側の受電プラグ７５（又は受電コネクタ）を接続する。栓７６は右側フレーム２７に鎖などの紐状部材７７で結んでおくことが望ましい。栓７６の紛失を未然に防止することができるからである。

　充電側開口部５７、放電側開口部５８、５８の全てを栓７６で塞ぐことは差し支えない。栓７６は構造が簡単であり、安価である。ただし、紐状部材７７が邪魔であることや、栓７６の一部がフレーム２７から突出する。

　これらの点を考慮すると、充電側開口部５７、放電側開口部５８、５８の全てをシャッタ６９で塞ぐとよい。
　したがって、蓋手段は、栓７６、シャッタ６９又はこれらに類する閉じ部材で構成すればよく、種類、形式は任意である。

　次に、車載バッテリの作用を説明する。
　図１１は電動車両１０を後方から見た斜視図であり、左右のハンドルポスト１６Ｌ、１６Ｒ間に、携帯形端末８０を備えている。この携帯形端末８０は、車速速度、方向指示表示、蓄電量、その他の状態表示を行う表示部８１と、演算回路及びメモリーを内蔵する端末本体８２とからなる。すなわち、電動車両１０は、メータユニットを固定的に備えていなく、代わりに携帯形端末８０でメータユニットを代替する。

　図１２に示されるように、車載バッテリ５０は、バッテリケース８４に、バッテリ本体８５を内蔵すると共に、変圧器８６、８７を内蔵する。一方の変圧器８６は、直流を電圧が異なる直流に変圧するＤＣ／ＤＣコンバータであり、他方の変圧器８７は、例えば、直流１２Ｖを交流１００Ｖに変換するＤＣ／ＡＣインバータである。

　非走行時に、商用電源（ＡＣ１００Ｖ、１１０Ｖ、２００Ｖ、２２０Ｖなど）から、充電器８８を介して充電部５３へ所定の直流電流（例えばＤＣ２４Ｖ）を供給し充電する。

　走行時は、充電部５３から駆動回路８９を介して電動機２０へ給電し走行を行う。この際、右のハンドルグリップ１９Ｒの回転量をセンサで検出し、その情報を携帯形端末８０へ送り、この携帯形端末８０の指令で駆動回路８９を制御し、走行速度を調節するようにしてもよい。なお、右のハンドルグリップ１９Ｒの回転情報を、直接駆動回路８９へ送ることは差し支えない。

　また、非走行時、例えば野外キャンプの際、車載バッテリ５０を電源とすることができる。すなわち、一方の放電部５４を用いてＡＣ１００Ｖ（又は、ＡＣ１１０Ｖ）の供給を受けて、炊飯器や照明に供することができる。
　さらには、他方の放電部５５を用いてＤＣ１２Ｖの供給を受け、パソコンに供することができる。
　車載バッテリ５０は、車体に収納したままで給電を受けることができる他、車体から外した状態、すなわち、車載バッテリ５０単体でも給電を受けることができる。

　また、変圧器８６から想像線で示す給電系ａを延ばし、携帯形端末８０に電気的に接続することで、携帯形端末８０に常時又は随時給電するようにする。このことにより、携帯形端末８０に内蔵する内蔵バッテリの電気残量の減少を防ぐことができる。

　図１３は図１２の変更例を示す図であり、図１２での駆動回路８９を、タブレット形端末３６に置き換えた。その他は、図１２と同じであるため、符号を流用して詳細な説明は省略する。

　変圧器８７から想像線で示す給電系ｂを延ばし、タブレット形端末３６に電気的に接続することで、タブレット形端末３６に常時又は随時給電するようにする。このことにより、タブレット形端末３６に内蔵する内蔵バッテリの電気残量の減少を防ぐことができる。

　尚、本発明は、実施の形態では電動二輪車に適用したが、電動三輪車にも適用可能であり、一般の電動車両に適用することは差し支えない。

　本発明は、電動二輪車に好適である。

　１０…電動車両、１１…車体、２０…電動機、２８…バッテリ収納部、３２…バッテリ収納部の底部、３４…物入れ、４２…車体側給電端子、４３…凹状ガイド部、４４…係止機構、４５…係止機構の操作子、５０…車載バッテリ、２０ｆ…車載バッテリの下面、５２…凸部、５３…充電部、５４、５５…放電部、５６…バッテリ側給電端子、５７…充電側開口部、５８…放電側開口部、６１…水抜き穴、６９…蓋手段としてのシャッタ、７４…プラグ（給電プラグ）、７５…プラグ（受電プラグ）、７６…蓋手段としての栓。

Claims (7)

1. 　車体と、前記車体に搭載された車載バッテリと、前記車載バッテリから給電される電動機と、を備え、前記電動機の駆動力で走行する電動車両であって、
   　電動車両の車体に、前記車載バッテリを抜き差し可能に収納するバッテリ収納部が設けられ、このバッテリ収納部の底部に、前記車載バッテリの電力を車体側へ供給する車体側給電端子が設けられ、
   　前記車載バッテリには、下面に前記車体側給電端子に結合するバッテリ側給電端子が設けられ、車体左側と右側の一方に面する一方の側面に、外部電源から前記車載バッテリへ充填する充電部が設けられ、車体左側と右側の他方に面する他方の側面に、前記車載バッテリの電力を外部へ供給する放電部が設けられ、前記車載バッテリ内に、電力を変圧する及び／又は直流を交流に変換する変圧器が内蔵され、
   　前記車体の側面には、前記充電部に接続するプラグ又はコネクタを通過させる充電側開口部、及び前記放電部に接続するプラグ又はコネクタを通過させる放電側開口部が設けられている、ことを特徴とする電動車両。
2. 　前記車載バッテリの側面に凸部又は凹部が設けられ、前記バッテリ収納部に前記凸部又は前記凹部を案内する凹状ガイド部又は凸状ガイド部が設けられている、請求項１記載の電動車両。
3. 　前記バッテリ収納部に、これに収納された前記車載バッテリが抜けることを防止する係止機構が付設されている、請求項１又は２記載の電動車両。
4. 　前記車体側給電端子は、前記バッテリ収納部の底部から上方へ突出して設けられている、請求項１記載の電動車両。
5. 　前記充電側開口部及び前記放電側開口部は、開閉可能な蓋手段で塞がれている、請求項１記載の電動車両。
6. 　前記バッテリ収納部には、車体後方位置に物入れが付設され、この物入れに前記係止機構の操作子が収納されている、請求項３記載の電動車両。
7. 　前記バッテリ収納部の底部に、水抜き穴が設けられている、請求項１記載の電動車両。

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