JP2001045606A - 電動車両 - Google Patents
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Abstract
続走行に対する継続性を向上する。 【解決手段】 前輪2および後輪3の内輪部と外輪部と
の間にわたって太陽電池パネル8a,8b;9a,9b
を設けるとともに、泥よけカバー12,14に太陽電池
パネル13,15を設け、これらの太陽電池パネルから
の起電力によってバッテリ11を充電するとともに前輪
2および後輪3に設けられるモータ5,6に駆動電力を
供給し、バッテリ11の充電による走行の中断を少なく
して、継続走行を可能とする。
Description
って走行する電動自転車、電動バイク、電動スクータ、
電気自動車およびハイブリッドカーなどとして好適に実
施することができる電動車両および電動車両の走行支援
システムに関する。
て、自動車の排気ガスの無害化および有害物質の低濃度
化が図られるとともに、人および物の輸送速度の高速化
が図られている。自動車では、排気ガスを発生しない電
気自動車および排気ガスの発生量が少ないハイブリッド
カーなどの開発が進められ、また大気汚染のない自転車
では、人力によるペダルの踏込み力だけによって走行す
るいわば自力走行形自転車に対して、バッテリとモータ
とを補助動力として搭載した電動自転車の開発が進めら
れている。
電力によってモータを駆動し、このモータの動力をペダ
ルによって回転トルクが与えられるギアクランク軸に入
力し、走行時のペダルの踏込み力を軽減することができ
るように構成されている。
バッテリを車体の床フレームに搭載し、これらのバッテ
リからの電力によってモータを駆動し、このモータの動
力によって車輪を回転駆動して、1度の充電で約40〜
60km程度走行することができるように構成されてい
る。
車の運転者がペダルを踏み込む力は、たとえばペダルク
ランク、チェーンホイール、チェーンを介して駆動輪で
ある後輪に伝達され、連続的に、または断続的にペダル
を踏み込むことによって自転車を走行させることができ
る。また、補助的に電動機を備え、電動機の駆動力を駆
動輪に伝えるいわゆるアシストモータ付自転車において
は、前述のような人力による駆動輪の駆動に加え、電動
機の回転駆動による駆動輪の駆動によって、自転車を走
行させることができる。
では、モータの動力が走行時の補助的なものであり、モ
ータの動力だけによって平坦地であっても約1〜2km
以上の長い距離を自走することは不可能である。モータ
の動力だけによって長い距離を自走可能とするために
は、希望する走行距離に応じてバッテリの容量を大きく
することが容易に考えられるが、バッテリの容量を大き
くすると、その重量が大きくなってしまい、そのような
大きな重量のバッテリを自転車に搭載することは、実際
上、不可能であり、したがってモータの動力だけによる
走行距離を長くすることが困難である。
電によって連続走行可能な距離は約40〜60km程度
であるが、これは乗員が1名で平坦地を走行したときの
距離であり、乗員および乗載物の増加あるいは登坂路の
多い場合には、前記連続走行可能な距離は著しく減少し
てしまう。そのために、頻繁に充電しなければならなく
なり、しかもその充電時間は8〜12時間程度と長く、
長距離を継続的に走行することは、実際上、困難であ
る。
動車などの電動車両では、モータへの電力の継続的供給
が不可能であるため、長い距離を停止時間をなるべく少
なくして継続的に走行することができないという問題を
有する。
距離を継続的に走行することができる電動車両および電
動車両の走行支援システムを提供することである。
おいて自転車を走行させるためには、ペダルと駆動輪と
がペダルクランク、チェーンホイール、チェーン等を介
して連結しているので、駆動輪を回転させるための駆動
力が運転者にそのまま要求されるので、発進時や登坂時
においては、運転者には多大な力が要求される。また電
動機を備えた自転車においては、電動機に駆動電力を供
給する電源装置が必要であり、その重量が大きく、自転
車の総重量が大きくなり、さらに電源装置の制御および
管理も複雑であって、このような自転車の取り扱いは不
便である。また、電動機を備えた自転車を運転する際に
は、ペダルを踏み込む動作を行わない場合が多くなるの
で、自転車を走行することによって、体を動かし、運動
を行うということが少なくなってしまう。
いても運転者に多大な力が要求されることがなく、一定
の力を供給するだけで快適かつ良好に自転車を走行する
ことができ、構造が複雑でなく、取り扱いが容易であっ
て、運転することによって適度な運動を行うことができ
る動力自転車を提供することである。
は、前輪と後輪と、前輪および後輪が設けられる車体
と、前輪および後輪のうち少なくともいずれか一方を駆
動するモータとを備え、前輪および後輪のうち少なくと
もいずれか一方の車輪の内輪部と外輪部との間に、太陽
電池を設け、この太陽電池の起電力によって、前記モー
タを駆動することを特徴とする電動車両である。
なくともいずれか一方の車輪には、太陽電池が設けられ
る。この太陽電池は、前記車輪の内輪部と外輪部との間
で軸線に垂直な一平面に関して片側だけに設けられても
よく、両側に設けられてもよく、さらに前輪および後輪
の双方の前記一平面に関して片側または両側に設けられ
てもよい。
力を用いて前記モータを駆動することができ、これによ
って太陽電池に光が照射されている限りモータへ電力を
連続して供給することが可能となり、排気ガスを発生す
ることなしに長距離を継続的に走行することができる。
構成において、車体の外表面に、第2の太陽電池を設け
ることを特徴とする。
陽電池が設けられるので、この第2の太陽電池によって
発生される起電力によってより多くの電力を得ることが
でき、曇天などのように光の照射量が少ない状況であっ
てもより多くの起電力を発生することができ、連続走行
に対する継続性を向上することができる。
2記載の構成において、太陽電池の起電力によって充電
され、放電によって前記モータを駆動するバッテリを備
えることを特徴とする。
太陽電池あるいは車体の外表面に設けられる前記第2の
太陽電池からの起電力をバッテリに充電することが可能
であるので、モータを駆動しないときおよびモータを駆
動しても余剰の電力をそのバッテリに充電して蓄えるこ
とができ、したがって上記のように曇天時などのように
充分な光量が得られない状況下であっても、バッテリに
充電された電力を用いてモータを駆動することができ、
これによって連続走行に対する継続性を向上することが
できる。
構成において、太陽電池からの起電力を、モータおよび
バッテリの双方に導く第1給電状態と、モータおよびバ
ッテリのいずれか一方に導く第2給電状態とに選択的に
切換える給電切換手段を設けることを特徴とする。
記太陽電池からの起電力を第1給電状態と第2給電状態
とに選択的に切換えて供給することができるので、たと
えば太陽電池では光が充分に照射され、バッテリには走
行に充分な容量の起電力を発生し得る状態では、第1給
電状態として、バッテリの電力を消費せずに、あるいは
電力が少ない場合には充電しながら太陽電池からの起電
力によってモータを駆動することができる。また第2給
電状態では、太陽電池に充分に光が照射されず、バッテ
リの電力も少ない状態である場合、太陽電池からの起電
力をモータだけに導いてバッテリの放電を阻止した状態
で走行するか、あるいは走行せずに走行に充分な容量の
電力が得られるまでバッテリに太陽電池からの起電力を
導いて充電だけに利用するかを任意に選択することがで
きる。
の導かれる方向を切換えることが可能であり、これによ
って走行時であっても無駄な電力はバッテリに充電し、
また充電によってモータへの電力が不足する状態であれ
ばモータだけに集中的に太陽電池からの起電力を供給
し、こうして太陽電池によって得られた起電力をモータ
の駆動およびバッテリへの充電に有効に利用することが
でき、無駄な電力消費を防止して、長距離の連続走行に
対する継続性を向上することができる。
るバッテリからの電力によって駆動されるモータを備
え、このモータの動力によって車輪を駆動して走行する
電動車両において、前記バッテリは、車体の予め定める
装填完了位置と、車体から外部に少なくとも一部が露出
する交換位置とにわたって移動可能に搭載されることを
特徴とする電動車両である。
タとが搭載され、このモータはバッテリからの電力によ
って駆動され、このモータの動力は車輪に伝えられて走
行することができる電動車両において、前記バッテリが
装填完了位置と交換位置とにわたって移動可能に搭載さ
れるので、バッテリの電力が低下したとき、そのバッテ
リを前記装填完了位置から交換位置に移動させて車体か
ら外部にそのバッテリの少なくとも一部が露出した状態
とし、そのバッテリを容易に車体から取出して予め準備
した完全充電状態のバッテリと迅速に交換することがで
き、これによってバッテリ交換のための車両の停止時間
が少なくて済み、連続運転に対する継続性を向上するこ
とができる。また上記のようにバッテリが交換位置に配
置された状態では、車体から外部に少なくとも一部が露
出する位置に配置されているので、バッテリの交換作業
の労力および手間が少なくて済み、バッテリ交換作業の
省力化を図ることができる。
構成において、バッテリは、その予め定める位置で外部
に露出する電極を有し、車体には、前記装填完了位置に
配置されたバッテリの前記電極に接続して電気的に導通
する内部端子が設けられ、内部端子と前記バッテリと
は、電気的に接続されることを特徴とする。
する電極が設けられるとともに、車体には内部端子が設
けられるので、前記バッテリが装填完了位置に配置され
た状態では、前記電極と内部端子とが接触して電気的に
導通し、これによってバッテリが装填完了位置に配置さ
れた状態で、前記モータに電力を供給することが可能で
ある。したがって、車体のモータから延びる電力供給線
をバッテリに手作業で接続し、あるいは取外す必要がな
くなり、これによってバッテリの交換作業に要する時間
を短縮することができ、車両がバッテリ交換のために停
止しなければならない時間をさらに短縮することがで
き、連続走行に対する継続性をより一層向上することが
できる。
6記載の構成において、車体には、バッテリを載置して
着脱可能に保持する支持台と、この支持台を前記装填完
了位置および交換位置間にわたって案内する案内部材
と、案内部材に設けられた支持台を装填完了位置から交
換位置に向けて移動する方向に力を付与する押出補助手
段とが設けられることを特徴とする。
され、着脱可能に保持される。この支持台は案内部材に
よって装填完了位置と交換位置とにわたって案内され、
装填完了位置および交換位置間を円滑に移動することが
できる。このように案内部材によって案内される支持台
は、押出補助手段によって装填完了位置から交換位置に
向けて移動する方向に引張られ、あるいは押圧されて力
が付与されており、これによってバッテリ交換時に装填
完了位置に配置されるバッテリを支持台とともに容易に
移動させることができ、バッテリ交換作業の作業者への
負担を軽減することができる。
いずれかに記載の構成において、車体には、太陽電池が
設けられ、この太陽電池の起電力は、モータおよびバッ
テリのうち少なくとも一方に供給されることを特徴とす
る。
池によってモータおよびバッテリのいずれか一方または
双方に給電することができ、これによってバッテリの電
力消費を抑制して、バッテリの交換回数を少なくし、1
度の充電で走行可能な距離を長くして、連続走行に対す
る継続性をより一層、向上することができる。
車輪を駆動して走行する電動車両に、前記モータに電力
を供給するバッテリを、装填完了と同時に電気的に接続
されるようにして交換自在に搭載し、電動車両の1度の
充電で走行可能な最大走行距離の範囲内に、道路に沿っ
て少なくとも1箇所のバッテリ交換設備を点在して設置
し、各バッテリ交換設備には、充電を完了した複数の交
換用バッテリが準備されることを特徴とする電動車両の
走行支援システムである。
載して装填を完了した状態では、その電動車両に電気的
に接続された状態とされ、このバッテリからモータに電
力を供給可能な状態に設定される。バッテリ交換設備
は、前記電動車両の1度の充電で走行可能な最大走行距
離の範囲内に少なくとも1箇所が設置され、各バッテリ
交換設備には充電を完了した複数の交換用バッテリが準
備される。電動車両は、走行中に自己のバッテリの容量
が低下したときには、最寄りのバッテリ交換設備におい
て前記充電を完了した交換用バッテリと交換し、再び走
行することができる。
低下したときには、そのバッテリを充電するのではな
く、予め準備されている充電完了後のバッテリと交換す
るだけであるので、電動車両がバッテリの充電のために
長時間にわたって走行を中断する必要がなく、走行の継
続性が向上され、このような排気ガスを発生しない電動
車両によって継続した長距離走行が可能となる。
ルを踏み込むことによって回転する回転部材と、前記回
転部材の回転速度を検出し、回転速度に対応する電圧信
号を出力する回転速度検出手段と、駆動輪を回転駆動す
る駆動手段と、駆動手段に電力を供給する電力供給手段
と、走行速度を検出し走行速度に対応した電圧信号を出
力する走行速度検出手段と、前記電力供給手段を制御す
る制御手段とを含む駆動装置とを備え、前記制御手段
は、前記回転速度に対応する電圧信号および走行速度に
対応する電圧信号に基づいて決定される制御信号を前記
電力供給手段に出力することを特徴とする電動車両であ
る。
ルを踏み込むことによって回転し、回転速度検出手段は
前記回転部材の回転速度を検出し、回転速度に対応する
電圧信号を出力する。駆動装置は、駆動輪を回転駆動す
る駆動手段と、駆動手段に電力を供給する電力供給手段
と、走行速度を検出し走行速度に対応した電圧信号を出
力する走行速度検出手段と、前記電力供給手段を制御す
る制御手段とを含み、前記制御手段は、前記回転速度に
対応する電圧信号および走行速度に対応する電圧信号に
基づいて決定される制御信号を前記電力供給手段に出力
する。前記回転速度に対応する電圧信号および走行速度
に対応する電圧信号に基づいて決定される制御信号が前
記電力供給手段に出力され、駆動手段は電力供給手段か
ら供給される電力に基づいた駆動力を駆動輪に与えるの
で、回転部材の回転を運転者が制御することによって、
電動車両の走行を行うことができる。
ルを踏み込むことによって回転する回転部材と、 前記
回転部材が回転することによって電力を発生する発電手
段と、前記回転部材の回転速度を検出し、回転速度に対
応する電圧信号を出力する回転速度検出手段と、駆動輪
を回転駆動する駆動手段と、駆動手段に電力を供給する
電力供給手段と、走行速度を検出し走行速度に対応した
電圧信号を出力する走行速度検出手段と、前記電力供給
手段を制御する制御手段とを含む駆動装置とを備え、前
記駆動装置は、前記回転速度に対応する電圧信号および
走行速度に対応する電圧信号に基づいて決定される制御
信号を前記電力供給手段に出力することを特徴とする電
動車両である。
者がペダルを踏み込むことによって回転し、発電手段は
前記回転部材が回転することによって電力を発生し、回
転速度検出手段は前記回転部材の回転速度を検出し、回
転速度に対応する電圧信号を出力する。駆動装置は、駆
動輪を回転駆動する駆動手段と、駆動手段に電力を供給
する電力供給手段と、走行速度を検出し走行速度に対応
した電圧信号を出力する走行速度検出手段と、前記電力
供給手段を制御する制御手段とを含み、前記制御手段
は、前記回転速度に対応する電圧信号および走行速度に
対応する電圧信号に基づいて決定される制御信号を前記
電力供給手段に出力する。前記回転部材の回転に伴って
発電手段によって発電されるので、前記電力供給手段等
に電力を供給することができる。前記回転速度に対応す
る電圧信号および走行速度に対応する電圧信号に基づい
て決定される制御信号を前記電力供給手段に出力され、
駆動手段は電力供給手段から供給される電力に基づいた
駆動力を駆動輪に与えるので、回転部材の回転を運転者
が制御することによって、電動車両の走行を行うことが
できる。
ルを踏み込むことによって回転する回転部材と、前記回
転部材の回転速度を検出し回転速度に対応する電圧信号
を出力する回転速度検出手段と、駆動輪を回転駆動する
駆動装置とを含む動力自転車であって、 前記駆動装置
は、駆動輪を回転駆動する駆動手段と、前記回転速度検
出手段から出力される電圧信号を増幅して駆動信号とし
て駆動手段に伝える増幅手段とを備えることを特徴とす
る電動車両である。
ルを踏み込むことによって回転し、回転速度検出手段は
前記回転部材の回転速度を検出し、駆動装置は駆動輪を
回転駆動する。駆動装置は、駆動輪を回転駆動する駆動
手段と、前記回転速度検出手段から出力される電圧信号
を増幅して駆動信号として駆動手段に伝える増幅手段と
を備えるので、回転部材の回転速度に対応した電圧信号
が増幅して駆動手段に伝えられ、電動車両を走行させる
ために大きな力を用いて回転部材を回転させる必要がな
い。
ルを踏み込むことによって回転する回転部材と、前記回
転部材の回転速度を検出し回転速度に対応する電圧信号
を出力する回転速度検出手段と、駆動輪を回転駆動する
駆動装置とを含む動力自転車であって、前記駆動装置
は、駆動輪を回転駆動する駆動手段と、前記回転速度検
出手段から出力される電圧信号を増幅して駆動信号とし
て駆動手段に伝える増幅手段と、走行速度を検出する走
行速度検出手段と、前記駆動手段に電力を供給する電力
供給手段とを備え、走行速度が予め定められた速度未満
であって、かつ予め定められた条件を充たす場合に前記
電力供給手段から駆動手段に電力が供給されることを特
徴とする電動車両である。
ルを踏み込むことによって回転し、回転速度検出手段は
前記回転部材の回転速度を検出し、駆動装置は駆動輪を
回転駆動する。駆動装置は、駆動輪を回転駆動する駆動
手段と、前記回転速度検出手段から出力される電圧信号
を増幅して駆動信号として駆動手段に伝える増幅手段
と、走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記駆動
手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、走行速度
が予め定められた速度未満であって、かつ予め定められ
た条件を充たす場合に前記電力供給手段から駆動手段に
電力が供給されるので、たとえば発信時において、電動
車両の走行速度が低速な場合であっても、駆動手段には
電力供給手段から電力が供給される。
電動自転車1を示す斜視図である。電動車両である電動
自転車1は、前輪2と、後輪3と、前輪2および後輪3
が設けられる車体4と、前輪2を回転駆動する前輪駆動
モータ5と、後輪3を回転駆動する後輪駆動モータ6
と、前輪2の左右両面に設けられる太陽電池パネル8
a,8bと、後輪3の左右両面に設けられる太陽電池パ
ネル9a,9bと、車体4の下パイプ10に設けられる
バッテリ11と、前輪泥よけカバー12の外表面に設け
られる太陽電池パネル13と、後輪泥よけカバー14の
外表面に設けられる太陽電池パネル15とを含む。
4の縦パイプ16の上端部に挿入されて支持されるサド
ル17、チェーン18によって後輪3を回転駆動するペ
ダルクランク19、前輪2を操舵するハンドル20、お
よびこのハンドル20に設けられ、各太陽電池パネル8
a,8b;9a,9b,13,15からの起電力の供給
方向を切換える給電切換スイッチ21が設けられる。こ
の給電切換スイッチ21は、ハンドル20の長手方向一
端部に装着される左グリップ22に近接して設けられ、
この左グリップ22を把持した手指で操作することがで
きる。ハンドル20の長手方向他端部には、右グリップ
23がその軸線まわりに矢符A1,A2方向に回動自在
に設けられる。この右グリップ23を右手で把持した状
態で矢符A1方向に手前側に回動することによってその
回動量に応じて増速し、矢符A2方向に回動することに
よってその回動量に応じて減速することができる。
向の各一端部は、ペダルクランク19を回動自在に支持
するハンガーパイプ24に溶接して固定され、これらの
ハンガーパイプ24、下パイプ10および縦パイプ16
によってフレーム25が構成される。
軸27が挿通する前パイプ26が溶接して固定され、連
結軸27の上端部にはハンドル20が固定され、連結軸
27の下端部には前輪2を保持する前フォーク28が連
結され、ハンドル20の操作方向に前輪2を傾転させる
ことができる。
3を保持する後フォーク29がボルトおよびナットによ
って連結されるとともに、荷台30が連結される。
た前輪2の拡大断面図である。上記の前輪2は、大略的
に円板状のホイール35と、ホイール35の外周部に装
着される環状のタイヤ36と、ホイール35の外周部に
装着され、タイヤ36によって覆われる環状のタイヤチ
ューブ37と、前記前輪駆動モータ5とを含む。ホイー
ル35は、たとえば繊維強化プラスチック(略称FR
P)から成り、タイヤ36は綿布にごむを含浸させた材
料から成り、タイヤチューブ37はごむから成り、圧縮
空気が封止された前記タイヤ36によって保護されてい
る。前記ホイール35は、繊維強化プラスチック製とす
ることによって、所定の強度を有しかつ軽量化されてい
る。
と、ハブ38の外周部から半径方向外方に延びる平坦な
円環状のフランジ39と、フランジ39の外周部に連な
り、前記タイヤ36およびタイヤチューブ37が嵌まり
込む半径方向外方に臨んで開放した凹溝40が形成され
るリブ41とを有する。ハブ38の中央には直円筒状の
金属から成るブッシュ42が挿通して嵌着され、このブ
ッシュ42には前輪駆動モータ5の出力軸43が挿通さ
れる。出力軸43には、その軸線方向に沿ってキー溝4
4が形成され、ブッシュ42の内周部には半径方向内方
に突出したキー45が形成される。ブッシュ42に出力
軸43が挿入された状態では、キー溝44にキー45が
嵌まり込み、出力軸43の回転がホイール35に伝達さ
れる。前記ハブ38は内輪部を構成し、リブ41は外輪
部を構成し、これらのハブ38とリブ41との間のフラ
ンジ39の厚み方向両側の各表面46a,46bには前
記太陽電池パネル8a,8bがそれぞれ接着される。
には、同心円をなして2本の円環状の電極49a,49
b;50a,50bが固着される。各電極49a,49
b;50a,50bは、導電性材料から成り、この導電
性材料としては、たとえば銅から成る。各電極49a,
49b;50a,50bには、ハブ38の両端面47,
48を両側から覆うカバー体51,52に設けられる接
触子53a,53b;54a,54bが弾発的に当接し
て電気的に導通する。各接触子53a,53b;54
a,54bは、たとえば導電性金属から成る板ばねによ
って実現されてもよい。
支する一対の軸受55,56の外輪に固定される。各軸
受55,56の外輪にはまた、前フォーク28の各フォ
ークパイプ57a,57bの各下端部が溶接されて固定
される。一方の軸受56の外輪にはまた、前輪駆動モー
タ5のモータ本体58が図示しないビスなどの周知の連
結手段によって連結される。このようにして前輪駆動モ
ータ5のモータ本体58は、一方の軸受56の外輪、前
フォークパイプ57bを介して車体4側に固定され、出
力軸43に追従して回転することなく、出力軸43の回
転を前輪2に伝達することができる。
る図示しないスプロケットホイルおよびバンドブレーキ
が設けられる点以外は上記の前輪2と同様に構成され
る。
切換スイッチ21を示す斜視図である。給電切換スイッ
チ21は、前述したように、ハンドル20の左グリップ
22近傍に取付金具61、ボルト62およびナット63
によって着脱可能に取付けられる。この給電切換スイッ
チ21は、たとえばスライドスイッチによって実現さ
れ、スイッチ本体64と、このスイッチ本体64から突
出する操作片65とを有する。操作片65は、左グリッ
プ22を把持した手指で操作して、複数の切換えモー
ド、すなわち全ての太陽電池パネル8a,8b;9a,
9b,13,15からの起電力が前輪駆動モータ5、後
輪駆動モータ6およびバッテリ11に給電されないよう
に遮断状態とされる第1切換モード「切」、全ての太陽
電池パネル8a,8b;9a,9b,13,15からの
起電力をバッテリ11に導いて充電状態とされる第2切
換モード「充」、後輪3に設けられる太陽電池パネル9
a,9bおよび後輪泥よけカバー14に設けられる太陽
電池パネル15からの起電力を後輪駆動モータ6に導い
て後輪3を駆動する第3切換モード「R」、前輪2に設
けられる太陽電池パネル8a,8bおよび前輪泥よけカ
バー12に設けられる太陽電池パネル13からの起電力
によって前輪駆動モータ5を駆動して前輪駆動走行を第
4切換モード「F」、および全ての太陽電池パネル8
a,8b;9a,9b,13,15からの起電力によっ
て前輪駆動モータ5および後輪駆動モータ6を駆動して
前後輪駆動走行を行う第5切換モード「R・F」のいず
れかに選択的に切換えることができる。
示すブロック図である。給電切換手段70は、前記給電
切換スイッチ21と、充放電切換回路67とを含む。充
放電切換回路67は、バッテリ11が全負荷に対して各
駆動モータ5,6への出力電圧が低下して過放電になる
ことを防止するためにフロート充電回路によって実現さ
れる。各太陽電池パネル8a,8b;9a,9b,1
3,15とバッテリ11との間には、バッテリ11から
各太陽電池パネル8a,8b;9a,9b,13,15
に向けて電流が逆流することを防止するために、逆流防
止用ダイオード73が設けられる。この逆流防止用ダイ
オード73は、バッテリ11への充電時の電圧降下によ
る損失を可及的に少なくするために、ゲルマニウムパワ
ートランジスタによって実現されることが好ましい。
チウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、およびリチウムイ
オン蓄電池のうちの1つによって実現することができ、
好ましくは前記バッテリ11を複数の蓄電池を所要個数
接続してユニット化するため、素電池の個数が少なくて
済み、放電の初期から終期にわたって電圧降下の少ない
リチウムイオン蓄電池が好ましい。
の給電切換スイッチ21によって選択された第1〜第5
切換モードのうちの1つが給電方向切換信号として入力
される。第1モード「切」では、各太陽電池パネル8
a,8b;9a,9b,13,15から各駆動モータ
5,6およびバッテリ11への電流は全て遮断され、第
2切換モード「充電」では、各太陽電池パネル8a,8
b;9a,9b,13,15からの起電力がバッテリ1
1だけに供給されて充電状態とされ、各駆動モータ5,
6への供給が遮断される。また第3切換モード「R」で
は、後輪3に設けられる各太陽電池パネル9a,9bお
よび後輪泥よけカバー14に設けられる太陽電池パネル
15からの起電力が後輪駆動モータ6に供給されるとと
もに、その起電力の余剰分はバッテリ11に供給されて
充電される。さらに第4切換モード「F」では、前輪2
に設けられる各太陽電池パネル8a,8bおよび前輪泥
よけカバー12に設けられる太陽電池パネル13からの
起電力は、前輪駆動モータ5に供給されるとともに、そ
の起電力の余剰分はバッテリ11に供給されて充電され
る。さらに第5切換モード「R・F」では、前輪2およ
び後輪3の各太陽電池パネル8a,8b;9a,9bお
よび各泥よけカバー12,14に設けられる各太陽電池
パネル13,15からの起電力が前輪駆動モータ5およ
び後輪駆動モータ6に供給されるとともに、その余剰分
はバッテリ11に供給されて充電される。
パネル8a,8b;9a,9b,13,15の受光量が
少なく、したがって発生する起電力が少ない場合には、
バッテリ11からの電力を各駆動モータ5,6のいずれ
か一方または双方に第3〜第5切換モードに応じて選択
的に供給し、不足分をバッテリ11から補給する。また
このバッテリ11の容量が予め定める一定値以下に低下
し、かつ受光不足によって起電力が少ないときには、各
駆動モータ5,6のいずれにも電力は供給されず、バッ
テリ11の容量、たとえば電圧が前記予め定める値に回
復するまで、そのバッテリに供給される。
記第3〜第5切換モードによって第1給電状態を構成
し、第2切換モードによって第2給電状態を構成する。
このように給電切換手段70は、各駆動モータ5,6お
よびバッテリ11に同時に給電する第1給電状態と、バ
ッテリ11にのみ起電力を導く第2給電状態とに選択的
に切換えることができる。これによって下り坂などを走
行する際には、第2切換モード「充」に切換スイッチ2
1を設定して、各太陽電池パネル8a,8b;9a,9
b,13,15からの起電力によってバッテリ11を充
電し、上り坂を走行する際に、各太陽電池パネル8a,
8b;9a,9b,13,15からの起電力とバッテリ
11からの電力とによって各駆動モータ5,6のいずれ
か一方または双方を駆動し、前輪2および後輪3のいず
れか一方または双方を大きな回転トルクで駆動して走行
することができる。
9a,9b,13,15による起電力を有効に利用して
バッテリ11を充電し、あるいは各駆動モータ5,6を
選択的に駆動することができるので、バッテリ11を別
途に準備されたたとえば急速充電器などによって実現さ
れる充電設備を用いて充電する必要がなくなり、長距離
を連続的に継続して走行することが可能となる。
側には、太陽電池がパネル状にして設けられるが、本発
明の実施の他の形態では、前記一方の車輪の内輪部と外
輪部との間で軸線に垂直な一平面に関して片側だけに設
けられてもよく、両側に設けられてもよく、さらに前輪
2および後輪3の双方の前記一平面に関して片側だけに
設けられてもよい。
力を用いて前記モータ5,6を駆動することができ、こ
れによって太陽電池に光が照射されている限りモータ
5,6へ電力を連続して供給することが可能となり、排
気ガスを発生することなしに長距離を継続的に走行する
ことができる。
外表面に第2の太陽電池13.15が設けられるので、
この第2の太陽電池によって発生される起電力によって
より多くの電力を得ることができ、曇天などのように光
の照射量が少ない状況であってもより多くの起電力を発
生することができ、連続走行に対する継続性を向上する
ことができる。
電池8a,8b;9a,9bあるいは車体の外表面に設
けられる前記第2の太陽電池13,15からの起電力を
バッテリ11に充電することが可能であるので、モータ
5,6を駆動しないときおよびモータ5,6を駆動して
も余剰の電力をそのバッテリ11に充電して蓄えること
ができる。したがって上記のように曇天時などのように
充分な光量が得られない状況下であっても、バッテリ1
1に充電された電力を用いてモータ11を駆動すること
ができ、これによって連続走行に対する継続性を向上す
ることができる。
電池8a,8b;9a,9bからの起電力を第1給電状
態と第2給電状態とに選択的に切換かえて供給すること
ができるので、たとえば太陽電池では光が充分に照射さ
れ、バッテリ11には走行に充分な容量の起電力を発生
し得る状態では、第1給電状態として、バッテリ11の
電力を消費せずに、あるいは電力が少ない場合には充電
しながら太陽電池からの起電力によってモータ5,6を
駆動することができる。また第2給電状態では、太陽電
池8a,8b;9a,9bに充分に光が照射されず、バ
ッテリ11の電力も少ない状態である場合、太陽電池8
a,8b;9a,9bからの起電力をモータ5,6だけ
に導いてバッテリ11の放電を阻止した状態で走行する
か、あるいは走行せずに走行に充分な容量の電力が得ら
れるまでバッテリ11に太陽電池8a,8b;9a,9
bからの起電力を導いて充電だけに利用するかを任意に
選択することができる。
b;9a,9bの起電力の導かれる方向を切換えること
が可能であり、これによって走行時であっても無駄な電
力はバッテリ11に充電し、また充電によってモータ
5,6への電力が不足する状態であればモータ5,6だ
けに集中的に太陽電池8a,8b;9a,9bからの起
電力を供給し、こうして太陽電池8a,8b;9a,9
bによって得られた起電力をモータ5,6の駆動および
バッテリ11への充電に有効に利用することができ、無
駄な電力消費を防止して、長距離の連続走行に対する継
続性を向上することができる。
車81を示す斜視図であり、図6は図5の切断面線VI
−VIから見た拡大断面図である。なお、図5は、電気
自動車81がバッテリ交換のためにトランクリッド82
および右側後部ドア83を開いた状態が示されている。
電動車両である電気自動車81は、車体84の後部85
のラゲッジスペース86に搭載される複数(本実施の形
態では4)のバッテリ87〜90および後部座席91の
下方に搭載されるバッテリ92からの電力によって駆動
されるモータ93を備え、このモータ93の動力によっ
て各車輪94を駆動して走行することができる。車体8
4の屋根には、各バッテリ87〜90を充電する太陽電
池118が設けられる。
ラゲッジスペース86には各バッテリ87〜90を図6
の実線で示す予め定める装填完了位置と、車体84から
外部に少なくとも一部が露出する図6の仮想線で示す交
換完了位置とにわたって移動可能に収容することができ
るバッテリ収納ユニット95が、複数のタッピンねじ9
6によって、前記ラゲッジスペース86に臨む車体84
の内壁97に固定される。バッテリ収納ユニット95
は、トランクリッド82を開いたときに形成されるラゲ
ッジスペース86の開口98を介して外部に露出する大
略的に1/4円筒状に弯曲した正面壁99と、正面壁9
9の下端部に屈曲して連なる平坦状の底面壁100と、
正面壁99および底面壁100の図6の紙面に垂直な長
手方向両端部に屈曲して連なり、正面壁99および底面
壁100間の空間を塞ぐ一対の側壁101,102と、
正面壁99に一体的に連なり、各バッテリ87,90が
個別に収容され、正面壁99上で開口する中空直方体状
のバッテリ収容部103〜106とを有する。
壁99からいわば内方に突き出た状態で形成され、各バ
ッテリ収容部103〜106の底壁部分107のほぼ中
央には、図6の紙面に垂直な長手方向に間隔をあけて各
一対の軸孔108がそれぞれ形成され、各軸孔108に
は軸109がその軸線方向に移動自在に挿通される。各
軸109は、各バッテリ収容部103〜106のバッテ
リ87〜90がそれぞれ収容される空間内に配置される
軸線方向一端部には、接触片110が固着され、軸線方
向他端部には前記モータ93に駆動電力を供給する電力
供給線111が接続される。底壁部分107の軸孔10
8の周縁部と接触片110との間には、各バッテリ87
〜90の各一対の電極112に弾発的に当接して電気的
接続を確実にするために、圧縮コイルばね113が装着
される。この圧縮コイルばね113によって、前記接触
片110は底壁部分117から開口部側に向けて弾発的
に付勢されている。
各バッテリ87〜90がそれぞれ乗載される支持台11
4が、各一対の側壁部分118に相互に対向する内面に
形成される案内溝115に沿って移動自在に設けられ
る。この案内溝115が形成される各一対の側壁部分1
18は、案内部材として設けられる。このような各側壁
部分118の開口部124近傍には、図6の切断面線V
II−VIIから見た図7に拡大して示されるように、
係止爪121がそれぞれ設けられる。
相互に対向する内面122から内方に突出する係合部1
23と、この係合部123が一体的に形成され、基端部
が各バッテリ収容部103〜106の開口部124より
も底壁部分107側で各側壁部分118に一体的に連な
るアーム125とを有する。
底壁部分107に臨んで内面122に垂直な係止面12
6と、係止面126からアーム125に近接するにつれ
てアーム125の基端部側、したがって底壁部分107
側に傾斜するセンタリング用案内面127とが形成され
る。また係合部123には、開口部124に近づくにつ
れて内面122に近接する方向に傾斜する挿入用案内面
128が形成される。
テリ87〜90のうち、たとえば図5の電気自動車81
の後方から見て左下に配置されるバッテリ89を図6の
仮想線で示される交換位置から装填完了位置に向けて押
込むにつれて、そのバッテリ89の押込み方向下流側の
端壁の両側方の角部が各係止爪121の挿入用案内面1
28を押圧し、その押圧力の両側方への分力によって、
各係止爪121は図7の仮想線で示されるように、矢符
C1で示す両側へ弾発的に変形し、これによって係合部
123はバッテリ89の移動経路から退避する。この状
態でさらにバッテリ89を矢符B1方向へ押込むことに
よって、係合部123はその先端部129がバッテリ8
9の両側面130に弾発的に当接しながら摺動し、バッ
テリ89の開口部124側に臨む端面131が係合部1
23の前記係止面126を押込み方向B1下流側にわず
かに超えることによって、係合部123は前記アーム1
25の弾性回復力によって矢符C2方向に角変位して復
帰する。このとき、係合部123には、前記係止面12
6よりもアーム125側にセンタリング用案内面127
が形成されるので、バッテリ89の前記開口部124側
の端面131と側面130とが交差する角部132にセ
ンタリング用案内面127が当接しても、各係止爪12
1は相互に近接する方向C2に弾発的に復帰しようとす
るため、バッテリ89は、両側から各係止爪121の相
互に近接する方向への押圧力がバランスする中立位置に
まで押返され、かつ引張ばね133による排出方向B2
への引張力によって係止面126に端面131が当接す
るまで押返され、角部132が係合部123のセンタリ
ング用案内面127と係止面126とが交差する交差部
134に嵌まり込むことによってバッテリ89に作用す
る力が安定状態となり、バッテリ89は各側壁部分11
8の内面122間の中立位置で安定に保持される。
によってバッテリ89に振動あるいは衝撃力が作用して
も、バッテリ89は端面131に係止面126が形成さ
れた状態で引張ばね133によって排出方向B2方向に
弾発的に押圧され、かつ両側から各係止爪121によっ
て弾発的に押圧された状態で保持され、大きな力でバッ
テリ89が一方の側壁部分118に衝突することが回避
され、バッテリ89の損傷および断線などが防がれる。
る前記案内溝115は、底壁部分107に平行な直線移
動領域116aと、この直線移動領域116aに連な
り、開口部124に近接するにつれて上壁部分117に
近接する方向に緩やかに弯曲して傾斜する曲線移動領域
116bとを有する。これらの直線移動領域116aと
曲線移動領域116bとは、支持台114に乗載された
バッテリ89が開口部124から外方へ或る程度突出し
た状態、たとえば1/2程度突出した状態となる位置で
滑らかに弯曲して交差しており、これによってバッテリ
89を支持台114に乗載して図6の仮想線で示される
ように交換位置に配置した状態では、略水平面に対して
バッテリ収容部105が鉛直面上で角度θ1を成してい
ても、交換位置に配置されたバッテリ89は前記略水平
面に対して前記角度θ1よりも小さい角度θ2(θ2<
θ1)の状態で配置され、バッテリ89の交換を容易に
行うことが可能である。これによってバッテリの交換時
間を短縮して、交換作業者の労力の軽減および電気自動
車81のバッテリ交換のために停車する時間の短縮を図
り、長距離走行に対する連続走行の継続性を向上するこ
とができる。
上流側とには、各一対の案内ローラ135a,135b
が設けられ、下流側の案内ローラ135は、前記案内溝
115に移動自在に嵌まり込み、支持台114、したが
ってバッテリ89の不所望な変位を防止して、円滑に交
換位置および装填完了位置間にわたって移動させること
ができるように構成される。
35aは、案内溝115に上方から臨む上面および下方
から臨む下面に外周面が接触しており、上下のがたつき
が防止される。また案内溝115の開口部124寄りの
内周面部分には、前記下流側の各案内ローラ135aが
当接するので、バッテリ89を交換位置に配置したと
き、支持台114は前記角度θ2よりも小さくなる方向
に傾転することが防がれる。このとき支持台114の下
面は、開口部124に下方から臨む下縁部136によっ
て支持され、引張ばね133のばね力によって保持さ
れ、手放し状態であっても、不所望に底壁部分107側
へ変位してしまうことが防がれ、これによってバッテリ
87を取出した後に再びバッテリ収容部105内に嵌ま
り込んだ支持台114を図6の仮想線で示される交換位
置に引出す手間が省かれる。上流側の各案内ローラ13
5bは、下壁部分119上で転動し、安定に支持台10
4を案内することができる。
ら見て左下に配置されるバッテリ収容部105に関連し
て説明したが、残余のバッテリ収容部103,104,
106に関しても同様に構成され、各バッテリ87,8
8,90を円滑に装填完了位置と交換位置とにわたって
移動させ、円滑かつ迅速に交換することができる。
の下方には、前記ラゲッジスペース86に搭載される複
数(本実施の形態では4)のバッテリ87〜90が放電
によって容量が低下したときの補助電源として、前記バ
ッテリ92が搭載される。このバッテリ92は、後部座
席91の下方の細長い狭い空間に着脱可能に装着され、
長手方向一端部には陽極および陰極の2つの電極141
が設けられる。また長手方向他端部には、交換時に作業
者が把持する把手142が設けられる。このようなバッ
テリ92は、後部座席91の下方に設けられ、後部座席
91を支持する中空のバッテリ収容ケース143が設け
られる。このバッテリ収容ケース143にもまた、前述
のバッテリ収容103〜106と同様に、軸109およ
び接触片110から成る電極112、圧縮コイルばね1
13、支持台114ならびに引張ばね133が設けら
れ、バッテリ92を支持台114に載置してバッテリ収
容ケース143から突出させた交換位置と、バッテリ9
2がバッテリ収容ケース143内に収容され、各電極1
41がバッテリ収容ケース143の接触片110に接触
して電気的に導通した装填完了位置とにわたって移動自
在に搭載される。このバッテリ収容ケース143に設け
られる支持台114は、前述のバッテリ収容部103〜
106に設けられる支持台114のように交換位置で下
方に傾転するものではなく、交換位置および装填完了位
置間にわたって直線移動するように構成される。またバ
ッテリ92が装填完了位置に配置された状態では、バッ
テリ収容ケース143に設けられる係止爪121によっ
て、装填完了位置から交換位置にバッテリ92が支持台
114とともに引張ばね133のばね力によって排出さ
れないように形成されている。このようなバッテリ92
は、前記ラゲッジスペース86に搭載される各バッテリ
87〜90の容量が低下したとき、予備的に用いられ
る。
自動車81において、前記ラゲッジスペース86に搭載
される各バッテリ87〜90の容量が低下したとき、バ
ッテリ交換設備である充電ラック150に載置される充
電完了後の複数の交換用バッテリ151に交換すること
ができる。この充電ラック150は、左右一対の上下に
長手の縦枠部材152,153と、各縦枠部材152,
153の上端部を相互に連結する上枠部材154と、各
縦枠部材152,153間にわたって上下に間隔をあけ
て相互に平行に配置され、両端部が各縦枠部材152,
153に連結される複数(本実施の形態では4)の棚部
材155a〜155dとを含む。
れ2つのバッテリ151が把手156を手前に向けてほ
ぼ平行に載置される。この状態では、各バッテリ151
は、各電極112が、充電ラック150を正面から見て
奥側の各棚部材155a〜155dに設けられる充電用
端子158に接触して電気的に導通し、図示しない急速
充電器によってパルス充電を行うことができる。このよ
うなパルス充電では、各バッテリ151がある程度充電
されるまでは比較的オン時間を長くし、かつオフ時間を
短くし、充電が進むにつれて、次第にオン時間を短く
し、オフ時間を長く変化するように設定される。このよ
うなオン時間とオフ時間とは、各バッテリの端子間電圧
および温度の変化を高分解能センサによって検出し、そ
の検出値に応じて最短時間で充電が完了するようにオン
/オフ時間を変化するように構成される。
a〜155dには、その下方に載置されたバッテリの充
電完了を表示するために、充電完了表示ランプ159が
設けられる。このランプ159がたとえば点灯している
ときには、その下に収容されているバッテリ151は未
完了充電状態であり、この充電が完了したとき、前記ラ
ンプ159が消灯するように構成されてもよい。このよ
うな充電完了表示ランプ159を各バッテリ151の載
置位置毎に設けることによって、外部から一目で充電状
態を確認することができ、利便性が向上される。また補
助電源として搭載されるバッテリ92を充電するため
に、上記の充電ラック150と機能的に同様な充電ラッ
クが設けられている。
たは複数が少なくとも電気自動車81が前記ラゲッジス
ペース86に搭載される複数のバッテリ87〜90の全
てを用いて1度の充電で走行可能な最大走行距離の範囲
内に少なくとも1箇所が設置されるように点在して設け
られる。この最大走行距離の範囲内に少なくとも1箇所
とは、たとえば既存の給油所に前記充電ラック150を
1または複数設置して実現されてもよく、あるいは別途
にバッテリ交換を行うための充電スタンドまたはバッテ
リ交換スタンドなどのバッテリ交換用設備を新規に設け
て実現されてもよく、要するに電気自動車81が停車し
て安全にバッテリ交換を行える設備を少なくとも電気自
動車81が1度の充電で走行可能な距離を直径とする円
で囲まれた領域内に1箇所が存在するように、点在して
設けられることによって、バッテリ交換のための短い時
間の停止だけで長距離であっても継続的に走行すること
ができる。
気自動車81が走行中に自己のバッテリ87〜90の容
量が低下したときに、最寄りのバッテリ交換設備におい
て、すでに充電を完了した交換用バッテリ151を交換
し、再び走行することができる。このようにして走行中
にバッテリの容量が低下したときに新たなバッテリと交
換するだけであるので、電気自動車81がバッテリ87
〜90の充電を行うために長時間にわたって走行を中断
する必要がなく、連続走行に対する継続性を向上するこ
とができる。このような電気自動車81によって長距離
を継続的に走行することができるので、排気ガスの発生
量を格段に少なくし、環境汚染を低減することができ
る。
に露出する電極112が設けられるとともに、車体には
内部端子である接触片110が設けられるので、前記バ
ッテリ87〜90,92が装填完了位置に配置された状
態では、前記電極112と接触片110とが接触して電
気的に導通し、これによってバッテリ87〜90,92
が装填完了位置に配置された状態で、前記モータ93に
電力を供給することが可能である。したがって、車体の
モータ93から延びる電力供給線をバッテリ87〜9
0,92に手作業で接続し、あるいは取外す必要がなく
なり、これによってバッテリ87〜90,92の交換作
業に要する時間を短縮することができ、車両がバッテリ
交換のために停止しなければならない時間をさらに短縮
することができ、連続走行に対する継続性をより一層向
上することができる。
台114に載置され、着脱可能に保持される。この支持
台114はバッテリ収容部103〜106およびバッテ
リ収容ケース143によって装填完了位置と交換位置と
にわたって案内され、押出補助手段である引張ばね13
3によって装填完了位置から交換位置に向けて移動する
方向に引張られて力が付与されており、これによってバ
ッテリ交換時に装填完了位置に配置されるバッテリ87
〜90,92を支持台114とともに容易に移動させる
ことができ、バッテリ交換作業の作業者への負担を軽減
することができる。
池118によってモータ93およびバッテリ87〜90
のいずれか一方または双方に給電することができ、これ
によってバッテリ87〜90の電力消費を抑制して、バ
ッテリ87〜90の交換回数を少なくし、1度の充電で
走行可能な距離を長くして、連続走行に対する継続性を
より一層、向上することができる。
両である電動自転車210の簡略した側面図であり、図
9は電動自転車210の電気的な構成を説明するための
ブロック図であり、図10は回転部材222付近を簡略
して示す拡大側面図である。
な従来の自転車の構成と類似しており、電動自転車21
0は、電動自転車210の骨格を構成するフレーム部材
である上パイプ211、縦パイプ212、下パイプ21
3、および前パイプ214と、操舵輪である前輪215
および駆動輪である後輪216と、操舵部材であるハン
ドル217と、運転者の尻部が載置されるサドル218
と、運転者が運転者の足を当接し踏み込むペダル219
とを有する。
パイプ213および前パイプ214は、一般的には鋼管
が用いられ、前輪215および後輪216を地面に当接
させ、ハンドル217が前輪215の略上方に位置する
ように電動自転車210を略垂直に起立させた正立状態
(以下、単に「正立状態」という)において、電動自転
車210の側面から見た場合に、上パイプ211、縦パ
イプ212、下パイプ213および前パイプ214が略
三角形を形成するように、内空の継ぎ手部材220を介
して連結される。縦パイプ212と下パイプ213との
連結部分には、略水平な軸線221を有するクランクピ
ンが回動自在に軸支される。クランクピンには後述する
回転部材222が取り付けられる。前パイプ214は、
上パイプ211および下パイプ213に対して、回動自
在に取り付けられ、ハンドル217を操作することによ
って、電動自転車210を操舵することができる。
らなるタイヤ223と、タイヤ223に内包されるごむ
などの弾性材料からなるチューブと、円形のリム224
と、リム224の内側中心であって前輪215の車軸2
25を有するハブ226と、リム224およびハブ22
6に両端が固定される複数のスポーク227とを有す
る。車軸225は、前パイプ214の下方に延びて連結
される一対の前ホーク228の遊端部229に回動自在
に軸支される。
上端部230から上方に延びて連結されるハンドルポス
ト231と、ハンドルポスト231を中心として左右方
向に対称に、かつ略水平に延びるハンドルバー232と
を有し、ハンドルバー232の遊端部233にはグリッ
プ234が取り付けられる。ハンドルポスト231、前
パイプ214および前ホーク228は、略一直線上に連
結されるので、運転者がグリップ234を掴み、ハンド
ル217をハンドルポスト231の上下方向軸線まわり
に略水平に角変位させることによって、前パイプ214
および前ホーク228もハンドルポスト231の動きに
連動して、それぞれの上下方向軸線まわりに角変位し、
これによって前輪215の方向が変化し、電動自転車2
10の走行方向を調節することができる。
成であって、ごむなどの弾性材料からなるタイヤ235
と、タイヤ235に内包されるごむなどの弾性材料から
なるチューブと、円形のリム236と、リム236の内
側中心であって前輪216の車軸237を有するハブ2
38と、リム236およびハブ238に両端を固定され
る複数のスポーク239とを有する。車軸237は、上
パイプ211および縦パイプ212の連結部分240に
下方に延びて連結される一対の後ホーク241の遊端部
242に回動自在に軸支される。後輪216の車軸23
7が軸支される前記遊端部242と、縦パイプ212と
下パイプ213との前記連結部分(図8においては、回
転部材222によって隠れている)とは、ステー部材2
43の両端が取り付けられ、電動自転車210の正立状
態において、電動自転車210を側面から見た状態で、
後ホーク241、縦パイプ212およびステー部材24
3は略三角形を形成する。このように後ホーク241、
縦パイプ212およびステー部材243が略三角形を形
成するので、電動自転車210は充分な強度を有する。
シート部244と、シート部244の下方に配置される
バネなどの緩衝部材245とを有し、上パイプ211お
よび縦パイプ212の連結部分であるシートポスト24
6の上方に取り付けられる。前輪215には、リム22
4に接触して、摩擦力によって前輪215の回転を阻止
するリムブレーキ247が設けられ、リムブレーキ24
7に連結されたブレーキワイヤ248を介してハンドル
217に取り付けられたブレーキレバー249を操作す
ることによって、リムブレーキ247を作動させること
ができる。
に取り付けられた一対のペダルクランク250の遊端部
251に、ペダル心棒252によって回動自在に軸着さ
れており、ペダル219、ペダルクランク250および
クランクピンは全体としてクランクを構成する。前述の
ように、クランクピンに取り付けられた回転部材222
は、ペダル250を踏み込むことによって、回転する。
クランクピンと回転部材222との取り付けは、ラチェ
ット機構によって、クランクが正転方向に回転する場合
にのみペダル219を踏み込むことによって与えられる
踏み力が回転部材222に伝達され、回転部材222
が、クランクピンの軸線221まわりに角変位する。ク
ランクの正転方向とは、電動自転車210の正立状態に
おいて、ペダル219が軸線221よりも上方に位置す
るときに、ペダル219を後輪216から離反して前輪
215に近接する方向に、すなわちペダル219が後輪
216側から前輪215側に移動する方向である。
222が回転することによって電力を発生する発電手段
260と、前記回転部材222の回転速度を検出し、回
転速度に対応する電圧信号を出力する回転速度検出手段
270と、駆動輪である後輪216を回転駆動する駆動
装置280とを備えている。
43の回転部材222寄りに取り付けられ、前記回転部
材222の回転に伴って回転する直流発電機であって、
発電した電力は電力供給手段282に送られる。
イプ212の回転部材222寄りに取り付けら、磁気セ
ンサおよびコンデンサ、抵抗等を含み、回転部材222
の回転速度を検出し、回転速度に対応した電圧信号とし
て取り出す。回転部材222は、前述のとおりクランク
ピンに取り付けられ、ペダル219を踏み込むことによ
って与えられる踏み力によって回転する。回転部材22
2は、略円形の円盤状であって、周囲表面271は、交
互にN極性およびS極性を示すように磁化されている。
回転速度検出手段270の磁気センサは、回転部材22
2の周囲表面271に対向してわずかな間隔を空けて配
置され、前記周囲表面271付近の磁界の変化を検出
し、その変化を電圧信号として制御手段284に伝達す
る。
駆動力を与える駆動手段281と、駆動手段281に電
力を供給する電力供給手段282と、電動自転車210
の走行速度を検出し走行速度に対応した電圧信号を出力
する走行速度検出手段283と、前記電力供給手段28
2を制御する制御手段284とを含み、前記回転速度に
対応する電圧信号および自転車の走行速度に対応する電
圧信号に基づいて決定される制御信号を前記電力供給手
段282に出力する。
43のハブ238寄りに取り付けられ、前記後輪216
のハブ238に取り付けられたスプロケットホイール2
53に駆動力を伝達する駆動軸を有する直流電動機であ
り、電力供給手段282から駆動電力が供給され、制御
手段284によって、駆動軸の回転が制御される。
段282は前記縦パイプ212に取り付けられ、前記発
電手段260によって発電された電力を蓄えるととも
に、前記駆動手段281に駆動電力を供給する。
81の駆動軸の回転速度を検出し、検出した回転速度に
対応した電圧信号を制御手段284に伝達する。駆動手
段281の駆動軸は後輪216のスプロケットホイール
253と連動しており、駆動軸の回転速度は電動自転車
210の走行速度に対応するので、走行速度検出手段2
83は電動自転車210の走行速度を検出することにな
る。
22の回転速度に対応した電圧信号の予め定められた比
率で増幅し、この増幅された電圧信号と電動自転車21
0の走行速度に対応した電圧信号とを比較し、増幅され
た電圧信号を目標値として、入力される電動自転車21
0の走行速度に対応した電圧信号となるように電力供給
手段282に駆動信号を出力する。すなわち、増幅され
た電圧信号が電動自転車210の走行速度に対応する電
圧信号よりも大きな場合には、制御手段284は電力供
給手段282が駆動手段281により大きな駆動電力を
供給するように駆動信号を出力し、電動自転車210の
走行速度に対応する電圧信号が増幅された電圧信号より
も大きな場合には、制御手段284は電力供給手段28
2が駆動手段281に電力供給を停止するように駆動信
号を出力する。
動装置280の電気回路図であり、図12は回転速度検
出手段270によって出力される電圧V1および走行速
度検出手段283によって出力される電圧V2の関係を
示すグラフである。
る電圧V1および走行速度検出手段283によって出力
される電圧V2は減算回路290に入力され、電圧V
1,V2の差に比例した電圧が出力され、出力電圧は駆
動回路291に入力され、電力供給手段282から供給
される電力が直流原動機等によって達成される駆動手段
281に供給される。回転部材222の回転に伴って発
電手段260から出力される電力は、整流回路292を
経由して二次電池等によって達成される電力供給手段2
82に入力される。
むことによって回転部材222が回転し、回転部材22
2の回転速度に対応した電圧V1と電動自転車210の
走行速度に対応した電圧V2との差が0になるように、
駆動回路291が駆動手段281を駆動する。このよう
に回転部材222の回転速度、すなわち、運転者のペダ
ル219を踏み込む力によって、駆動手段281が駆動
輪である後輪216に与える駆動力が制御され、電動自
転車210の走行速度を調整することができる。
6には連結されていないので、たとえば発進時や登坂時
のように走行抵抗が大きな場合においても、一定の力で
ペダル219を踏み込むことによって、電動自転車21
0を走行させることができる。また回転部材222の回
転に伴って、発電手段260が電力を発生し、電力供給
手段282に電力を与えるので、電力供給手段282の
稼動時間を伸ばすことができ、さらに電力供給手段28
2は電力を蓄えることができるので長時間に亘って電動
自転車210を走行させることができる。
車両である電動自転車310の構成を示すブロック図で
ある。
類似の構成であって、自転車の運転者がペダル219を
踏み込むことによって回転する回転部材222と、前記
回転部材222の回転速度を検出し回転速度に対応する
電圧信号を出力する回転速度検出手段270と、電動自
転車310の駆動輪である後輪216を回転駆動する駆
動装置311とを含む。電動自転車310において、電
動自転車210に対応する部分については同一の符号を
付し、その説明を省略する場合がある。
216を回転駆動する駆動手段312と、前記回転速度
検出手段270から出力される電圧信号を増幅して駆動
信号として駆動手段312に伝える増幅手段313と、
走行速度を検出する走行速度検出手段314と、前記駆
動手段312に電力を供給する電力供給手段315とを
備える。前記電力供給手段315は、走行速度が予め定
められた速度未満であって、かつ予め定められた条件を
充たす場合に駆動手段312に電力を供給する。
された回転部材222の回転速度に対応する電圧信号
は、増幅手段313に入力されて増幅される。増幅され
た電圧信号は駆動手段312に入力され、駆動輪である
後輪216を回転駆動する。増幅手段313は、演算増
幅器、抵抗などによって達成される。
電圧信号は、増幅回路等である増幅手段313の電圧源
として増幅手段313に供給される。電圧信号は増幅手
段313によって駆動手段312に増幅して伝えられ、
直流電動機等によって達成される駆動手段312を駆動
させる。増幅手段313は、縦パイプ212またはステ
ー部材243に取り付けられる。
後輪216に連結されたスプロケットホイール253の
回転数を電動自転車310の走行速度として検出する。
検出した電動自転車310の走行速度は電力供給手段3
15に伝達される。走行速度検出手段314は、ステー
部材243に取り付けられる。
314から伝達された電動自転車310の走行速度が、
予め定められた速度以下の場合に、駆動手段312に駆
動電力を供給する。
3、増幅手段313と駆動手段312、電力供給手段3
15と走行速度検出手段314とは、互いに近接した位
置に配置してもよく、互いに間隔を空けて配置されてい
てもよく、有線または無線で、互いに電気的信号の送受
信を行うことができる。駆動手段312と電力供給手段
315とは、互いに銅線などの導電線で連結され、駆動
電力が電力供給手段315から駆動手段312に供給さ
れる。
2は、入力された駆動信号である電圧信号を起電力とし
て、この起電力に対応する回転数で回転する。駆動手段
312の回転駆動力は、駆動輪である後輪216に連結
されたスプロケットホイール253を介して伝達され
る。
って、回転部材222が回転し、回転速度検出手段27
0が回転部材222の回転速度を検出する。回転速度検
出手段270は回転部材222の回転速度を電気信号で
ある電圧信号に変換し、増幅手段313に伝達する。増
幅手段313は電圧信号を増幅し、駆動手段312に伝
達する。駆動手段312は、電圧信号を駆動手段312
に伝達する。走行速度検出手段314によって検出され
た電動自転車310の走行速度は、走行速度に対応する
電圧信号として電力供給手段315に伝えられる。電力
供給手段315は、走行速度に対応する電圧信号が予め
定められた電圧未満であって、回転部材222が電動自
転車310が前進する方向に回転している場合には、駆
動手段312に駆動電力を供給する。たとえば、電動自
転車310の走行速度が予め定められた走行速度、たと
えば時速2kmに対応する電圧未満の場合であって、か
つ、回転部材222が正転する方向に回転している場合
には、電力供給手段315から駆動手段312に駆動電
力が供給され、駆動力が駆動輪である後輪216に与え
られる。
れた速度以上の場合、すなわち電力供給手段315に走
行速度検出手段314から入力される電圧が予め定めら
れた電圧以上の場合には、電力供給手段315は駆動手
段312に駆動電力を供給しない。したがって、電力供
給手段315に蓄えられた電力を消費しない。
み込むことによって、電動自転車310を走行させよう
とした場合であって、かつ、電動自転車310の走行速
度が予め定められた走行速度以下の場合には、駆動手段
312は電力供給手段315から駆動電力を供給される
ので、発進時および登坂時等において、速度不足または
速度低下に伴い、回転部材222の回転速度に基づく回
転駆動力だけでは走行が困難な場合であっても、駆動手
段312が駆動輪である後輪216に回転駆動力を与え
るので、良好な走行を行うことができる。電力供給手段
315は、前述のような発進時および登坂時等におい
て、走行が困難な場合だけに利用されるものであるの
で、大容量の電源装置とする必要がなく、したがって、
電力供給手段315を軽量とすることができる。すなわ
ち、電動自転車310の車体重量を小さくすることがで
き、電動自転車310の操作性が向上する。
うに駆動輪である後輪216に連結されていないので、
ペダル219を踏み込むことによって与えられる踏み力
は、走行路の状態に基づく走行抵抗に影響されることな
く、一定の力でよく、後輪216に与えられる回転駆動
力は電気的に増幅されるので、わずかな力で高速走行を
行うことができる。電動自転車310の走行速度は、回
転部材222の回転速度に対応する電圧を増幅して得ら
れるので、回転部材222の回転速度をペダル219を
踏み込むことによって調節することができる。したがっ
て、ペダル219を踏み込むことによって回転部材22
2の回転速度を調節し、所望の走行速度を得ることがで
きる。
電圧信号を増幅手段313の電圧源として利用するの
で、別途増幅手段313の電圧源を設ける必要がないの
で、電動自転車310の構造が複雑となることがなく、
取り扱いが利便である。
によって回転部材222を回転させるので、電動自転車
310を運転することによって適度な運動を行うことが
できる。
よび後輪のうち少なくともいずれか一方の車輪には、太
陽電池が設けられる。この太陽電池は、前記車輪の内輪
部と外輪部との間で軸線に垂直な一平面に関して片側だ
けに設けられてもよく、両側に設けられてもよく、さら
に前輪および後輪の双方の前記一平面に関して片側また
は両側に設けられてもよい。
力を用いて前記モータを駆動することができ、これによ
って太陽電池に光が照射されている限りモータへ電力を
連続して供給することが可能となり、排気ガスを発生す
ることなしに長距離を継続的に走行することができる。
表面に第2の太陽電池が設けられるので、この第2の太
陽電池によって発生される起電力によってより多くの電
力を得ることができ、曇天などのように光の照射量が少
ない状況であってもより多くの起電力を発生することが
でき、連続走行に対する継続性を向上することができ
る。
輪に設けられる太陽電池あるいは車体の外表面に設けら
れる前記第2の太陽電池からの起電力をバッテリに充電
することが可能であるので、モータを駆動しないときお
よびモータを駆動しても余剰の電力をそのバッテリに充
電して蓄えることができ、したがって上記のように曇天
時などのように充分な光量が得られない状況下であって
も、バッテリに充電された電力を用いてモータを駆動す
ることができ、これによって連続走行に対する継続性を
向上することができる。
手段によって前記太陽電池からの起電力を第1給電状態
と第2給電状態とに選択的に切換えて供給することがで
きるので、たとえば太陽電池では光が充分に照射され、
バッテリには走行に充分な容量の起電力を発生し得る状
態では、第1給電状態として、バッテリの電力を消費せ
ずに、あるいは電力が少ない場合には充電しながら太陽
電池からの起電力によってモータを駆動することができ
る。また第2給電状態では、太陽電池に充分に光が照射
されず、バッテリの電力も少ない状態である場合、太陽
電池からの起電力をモータだけに導いてバッテリの放電
を阻止した状態で走行するか、あるいは走行せずに走行
に充分な容量の電力が得られるまでバッテリに太陽電池
からの起電力を導いて充電だけに利用するかを任意に選
択することができる。
の導かれる方向を切換えることが可能であり、これによ
って走行時であっても無駄な電力はバッテリに充電し、
また充電によってモータへの電力が不足する状態であれ
ばモータだけに集中的に太陽電池からの起電力を供給
し、こうして太陽電池によって得られた起電力をモータ
の駆動およびバッテリへの充電に有効に利用することが
でき、無駄な電力消費を防止して、長距離の連続走行に
対する継続性を向上することができる。
バッテリとモータとが搭載され、このモータはバッテリ
からの電力によって駆動され、このモータの動力は車輪
に伝えられて走行することができる電動車両において、
前記バッテリが装填完了位置と交換位置とにわたって移
動可能に搭載されるので、バッテリの電力が低下したと
き、そのバッテリを前記装填完了位置から交換位置に移
動させて車体から外部にそのバッテリの少なくとも一部
が露出した状態とし、そのバッテリを容易に車体から取
出して予め準備した完全充電状態のバッテリと迅速に交
換することができ、これによってバッテリ交換のための
車両の停止時間が少なくて済み、連続運転に対する継続
性を向上することができる。また上記のようにバッテリ
が交換位置に配置された状態では、車体から外部に少な
くとも一部が露出する位置に配置されているので、バッ
テリの交換作業の労力および手間が少なくて済み、バッ
テリ交換作業の省力化を図ることができる。
には外部に露出する電極が設けられるとともに、車体に
は内部端子が設けられるので、前記バッテリが装填完了
位置に配置された状態では、前記電極と内部端子とが接
触して電気的に導通し、これによってバッテリが装填完
了位置に配置された状態で、前記モータに電力を供給す
ることが可能である。したがって、車体のモータから延
びる電力供給線をバッテリに手作業で接続し、あるいは
取外す必要がなくなり、これによってバッテリの交換作
業に要する時間を短縮することができ、車両がバッテリ
交換のために停止しなければならない時間をさらに短縮
することができ、連続走行に対する継続性をより一層向
上することができる。
は支持台に載置され、着脱可能に保持される。この支持
台は案内部材によって装填完了位置と交換位置とにわた
って案内され、装填完了位置および交換位置間を円滑に
移動することができる。このように案内部材によって案
内される支持台は、押出補助手段によって装填完了位置
から交換位置に向けて移動する方向に引張られ、あるい
は押圧されて力が付与されており、これによってバッテ
リ交換時に装填完了位置に配置されるバッテリを支持台
とともに容易に移動させることができ、バッテリ交換作
業の作業者への負担を軽減することができる。
けられる太陽電池によってモータおよびバッテリのいず
れか一方または双方に給電することができ、これによっ
てバッテリの電力消費を抑制して、バッテリの交換回数
を少なくし、1度の充電で走行可能な距離を長くして、
連続走行に対する継続性をより一層、向上することがで
きる。
にバッテリを搭載して装填を完了した状態では、その電
動車両に電気的に接続された状態とされ、このバッテリ
からモータに電力を供給可能な状態に設定される。バッ
テリ交換設備は、前記電動車両の1度の充電で走行可能
な最大走行距離の範囲内に少なくとも1箇所が設置さ
れ、各バッテリ交換設備には充電を完了した複数の交換
用バッテリが準備される。電動車両は、走行中に自己の
バッテリの容量が低下したときには、最寄りのバッテリ
交換設備において前記充電を完了した交換用バッテリと
交換し、再び走行することができる。
低下したときには、そのバッテリを充電するのではな
く、予め準備されている充電完了後のバッテリと交換す
るだけであるので、電動車両がバッテリの充電のために
長時間にわたって走行を中断する必要がなく、走行の継
続性が向上され、このような排気ガスを発生しない電動
車両によって継続した長距離走行が可能となる。
度に対応する電圧信号および電動車両の走行速度に対応
する電圧信号に基づいて決定される制御信号が前記電力
供給手段に出力され、駆動手段は電力供給手段から供給
される電力に基づいた駆動力を駆動輪に与えるので、回
転部材の回転を運転者が制御することによって、電動車
両の走行を行うことができる。
材の回転に伴って発電手段によって発電されるので、前
記電力供給手段等に電力を供給しすることができる。前
記回転速度に対応する電圧信号および電動車両の走行速
度に対応する電圧信号に基づいて決定される制御信号を
前記電力供給手段に出力され、駆動手段は電力供給手段
から供給される電力に基づいた駆動力を駆動輪に与える
ので、回転部材の回転を運転者が制御することによっ
て、電動車両の走行を行うことができる。
は、電動車両の駆動輪を回転駆動する駆動手段と、前記
回転速度検出手段から出力される電圧信号を増幅して駆
動信号として駆動手段に伝える増幅手段とを備えるの
で、回転部材の回転速度に対応した電圧信号が増幅して
駆動手段に伝えられ、電動車両を走行させるために大き
な力を用いて回転部材を回転させる必要がない。
置は、電動車両の駆動輪を回転駆動する駆動段と、前記
回転速度検出手段から出力される電圧信号を増幅して駆
動信号として駆動手段に伝える増幅手段と、電動車両の
走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記駆動手段
に電力を供給する電力供給手段とを備え、電動車両の走
行速度が予め定められた速度未満であって、かつ予め定
められた条件を充たす場合に前記電力供給手段から駆動
手段に電力が供給されるので、たとえば電動車両の発信
時において、電動車両の走行速度が低速な場合であって
も、駆動手段には電力供給手段から電力が供給される。
発生せずに長距離を停止時間をなるべく少なくして継続
的に走行することができ、電動自転車の場合には、発進
時や登坂時においても運転者は多大な力が要求されるこ
とがなく、一定の力を供給するだけで快適かつ良好に電
動車両を走行することができ、運転することによって適
度な運動を行うことができるとともに、構造が複雑でな
く、取り扱いが容易な電動車両を得ることができる。
視図である。
大断面図である。
21を示す斜視図である。
図である。
す斜視図である。
である。
面図である。
動自転車210の簡略した側面図である。
めのブロック図である。
図である。
0の電気回路図である。
電圧V1および走行速度検出手段283によって出力さ
れる電圧V2の関係を示すグラフである。
電動自転車310の構成を示すブロック図である。
6)
って走行する電気自動車およびハイブリッドカーなどと
して好適に実施することができる電動車両に関する。
て、自動車の排気ガスの無害化および有害物質の低濃度
化が図られるとともに、人および物の輸送速度の高速化
が図られている。自動車では、排気ガスを発生しない電
気自動車および排気ガスの発生量が少ないハイブリッド
カーなどの開発が進められ、また大気汚染のない自転車
では、人力によるペダルの踏込み力だけによって走行す
るいわば自力走行形自転車に対して、バッテリとモータ
とを補助動力として搭載した電動自転車の開発が進めら
れている。
電力によってモータを駆動し、このモータの動力をペダ
ルによって回転トルクが与えられるギアクランク軸に入
力し、走行時のペダルの踏込み力を軽減することができ
るように構成されている。
バッテリを車体の床フレームに搭載し、これらのバッテ
リからの電力によってモータを駆動し、このモータの動
力によって車輪を回転駆動して、1度の充電で約40〜
60km程度走行することができるように構成されてい
る。
では、モータの動力が走行時の補助的なものであり、モ
ータの動力だけによって平坦地であっても約1〜2km
以上の長い距離を自走することは不可能である。モータ
の動力だけによって長い距離を自走可能とするために
は、希望する走行距離に応じてバッテリの容量を大きく
することが容易に考えられるが、バッテリの容量を大き
くすると、その重量が大きくなってしまい、そのような
大きな重量のバッテリを自転車に搭載することは、実際
上、不可能であり、したがってモータの動力だけによる
走行距離を長くすることが困難である。
電によって連続走行可能な距離は約40〜60km程度
であるが、これは乗員が1名で平坦地を走行したときの
距離であり、乗員および乗載物の増加あるいは登坂路の
多い場合には、前記連続走行可能な距離は著しく減少し
てしまう。そのために、頻繁に充電しなければならなく
なり、しかもその充電時間は8〜12時間程度と長く、
長距離を継続的に走行することは、実際上、困難であ
る。
動車などの電動車両では、モータへの電力の継続的供給
が不可能であるため、長い距離を停止時間をなるべく少
なくして継続的に走行することができないという問題を
有する。
距離を継続的に走行することができる電動車両を提供す
ることである。
れるバッテリからの電力によって駆動されるモータを備
え、このモータの動力によって車輪を駆動して走行する
電動車両において、前記バッテリは、車体の予め定める
装填完了位置と、車体から外部に少なくとも一部が露出
する交換位置とにわたって移動可能に搭載され、車体に
は、バッテリを載置して着脱可能に保持する支持台と、
この支持台を前記装填完了位置および交換位置間にわた
って案内する案内部材と、案内部材に設けられた支持台
を装填完了位置から交換位置に向けて移動する方向に力
を付与する押出補助手段とが設けられることを特徴とす
る電動車両である。
タとが搭載され、このモータはバッテリからの電力によ
って駆動され、このモータの動力は車輪に伝えられて走
行することができる電動車両において、前記バッテリが
装填完了位置と交換位置とにわたって移動可能に搭載さ
れるので、バッテリの電力が低下したとき、そのバッテ
リを前記装填完了位置から交換位置に移動させて車体か
ら外部にそのバッテリの少なくとも一部が露出した状態
とし、そのバッテリを容易に車体から取出して予め準備
した完全充電状態のバッテリと迅速に交換することがで
き、これによってバッテリ交換のための車両の停止時間
が少なくて済み、連続運転に対する継続性を向上するこ
とができる。また上記のようにバッテリが交換位置に配
置された状態では、車体から外部に少なくとも一部が露
出する位置に配置されているので、バッテリの交換作業
の労力および手間が少なくて済み、バッテリ交換作業の
省力化を図ることができる。
され、着脱可能に保持される。この支持台は案内部材に
よって装填完了位置と交換位置とにわたって案内され、
装填完了位置および交換位置間を円滑に移動することが
できる。このように案内部材によって案内される支持台
は、押出補助手段によって装填完了位置から交換位置に
向けて移動する方向に引張られ、あるいは押圧されて力
が付与されており、これによってバッテリ交換時に装填
完了位置に配置されるバッテリを支持台とともに容易に
移動させることができ、バッテリ交換作業の作業者への
負担を軽減することができる。
る位置で外部に露出する電極を有し、車体には、前記装
填完了位置に配置されたバッテリの前記電極に接続して
電気的に導通する内部端子が設けられ、内部端子と前記
バッテリとは、電気的に接続されることを特徴とする。
する電極が設けられるとともに、車体には内部端子が設
けられるので、前記バッテリが装填完了位置に配置され
た状態では、前記電極と内部端子とが接触して電気的に
導通し、これによってバッテリが装填完了位置に配置さ
れた状態で、前記モータに電力を供給することが可能で
ある。したがって、車体のモータから延びる電力供給線
をバッテリに手作業で接続し、あるいは取外す必要がな
くなり、これによってバッテリの交換作業に要する時間
を短縮することができ、車両がバッテリ交換のために停
止しなければならない時間をさらに短縮することがで
き、連続走行に対する継続性をより一層向上することが
できる。
れ、この太陽電池の起電力は、モータおよびバッテリの
うち少なくとも一方に供給されることを特徴とする。
池によってモータおよびバッテリのいずれか一方または
双方に給電することができ、これによってバッテリの電
力消費を抑制して、バッテリの交換回数を少なくし、1
度の充電で走行可能な距離を長くして、連続走行に対す
る継続性をより一層、向上することができる。
気自動車81を示す斜視図であり、図2は図1の切断面
線VI−VIから見た拡大断面図である。なお、図1
は、電気自動車81がバッテリ交換のためにトランクリ
ッド82および右側後部ドア83を開いた状態が示され
ている。電動車両である電気自動車81は、車体84の
後部85のラゲッジスペース86に搭載される複数(本
実施の形態では4)のバッテリ87〜90および後部座
席91の下方に搭載されるバッテリ92からの電力によ
って駆動されるモータ93を備え、このモータ93の動
力によって各車輪94を駆動して走行することができ
る。車体84の屋根には、各バッテリ87〜90を充電
する太陽電池118が設けられる。
ラゲッジスペース86には各バッテリ87〜90を図2
の実線で示す予め定める装填完了位置と、車体84から
外部に少なくとも一部が露出する図2の仮想線で示す交
換完了位置とにわたって移動可能に収容することができ
るバッテリ収納ユニット95が、複数のタッピンねじ9
6によって、前記ラゲッジスペース86に臨む車体84
の内壁97に固定される。バッテリ収納ユニット95
は、トランクリッド82を開いたときに形成されるラゲ
ッジスペース86の開口98を介して外部に露出する大
略的に1/4円筒状に弯曲した正面壁99と、正面壁9
9の下端部に屈曲して連なる平坦状の底面壁100と、
正面壁99および底面壁100の図2の紙面に垂直な長
手方向両端部に屈曲して連なり、正面壁99および底面
壁100間の空間を塞ぐ一対の側壁101,102と、
正面壁99に一体的に連なり、各バッテリ87,90が
個別に収容され、正面壁99上で開口する中空直方体状
のバッテリ収容部103〜106とを有する。
壁99からいわば内方に突き出た状態で形成され、各バ
ッテリ収容部103〜106の底壁部分107のほぼ中
央には、図2の紙面に垂直な長手方向に間隔をあけて各
一対の軸孔108がそれぞれ形成され、各軸孔108に
は軸109がその軸線方向に移動自在に挿通される。各
軸109は、各バッテリ収容部103〜106のバッテ
リ87〜90がそれぞれ収容される空間内に配置される
軸線方向一端部には、接触片110が固着され、軸線方
向他端部には前記モータ93に駆動電力を供給する電力
供給線111が接続される。底壁部分107の軸孔10
8の周縁部と接触片110との間には、各バッテリ87
〜90の各一対の電極112に弾発的に当接して電気的
接続を確実にするために、圧縮コイルばね113が装着
される。この圧縮コイルばね113によって、前記接触
片110は底壁部分117から開口部側に向けて弾発的
に付勢されている。
各バッテリ87〜90がそれぞれ乗載される支持台11
4が、各一対の側壁部分118に相互に対向する内面に
形成される案内溝115に沿って移動自在に設けられ
る。この案内溝115が形成される各一対の側壁部分1
18は、案内部材として設けられる。このような各側壁
部分118の開口部124近傍には、図2の切断面線V
II−VIIから見た図3に拡大して示されるように、
係止爪121がそれぞれ設けられる。
相互に対向する内面122から内方に突出する係合部1
23と、この係合部123が一体的に形成され、基端部
が各バッテリ収容部103〜106の開口部124より
も底壁部分107側で各側壁部分118に一体的に連な
るアーム125とを有する。
底壁部分107に臨んで内面122に垂直な係止面12
6と、係止面126からアーム125に近接するにつれ
てアーム125の基端部側、したがって底壁部分107
側に傾斜するセンタリング用案内面127とが形成され
る。また係合部123には、開口部124に近づくにつ
れて内面122に近接する方向に傾斜する挿入用案内面
128が形成される。
テリ87〜90のうち、たとえば図5の電気自動車81
の後方から見て左下に配置されるバッテリ89を図6の
仮想線で示される交換位置から装填完了位置に向けて押
込むにつれて、そのバッテリ89の押込み方向下流側の
端壁の両側方の角部が各係止爪121の挿入用案内面1
28を押圧し、その押圧力の両側方への分力によって、
各係止爪121は図3の仮想線で示されるように、矢符
C1で示す両側へ弾発的に変形し、これによって係合部
123はバッテリ89の移動経路から退避する。この状
態でさらにバッテリ89を矢符B1方向へ押込むことに
よって、係合部123はその先端部129がバッテリ8
9の両側面130に弾発的に当接しながら摺動し、バッ
テリ89の開口部124側に臨む端面131が係合部1
23の前記係止面126を押込み方向B1下流側にわず
かに超えることによって、係合部123は前記アーム1
25の弾性回復力によって矢符C2方向に角変位して復
帰する。このとき、係合部123には、前記係止面12
6よりもアーム125側にセンタリング用案内面127
が形成されるので、バッテリ89の前記開口部124側
の端面131と側面130とが交差する角部132にセ
ンタリング用案内面127が当接しても、各係止爪12
1は相互に近接する方向C2に弾発的に復帰しようとす
るため、バッテリ89は、両側から各係止爪121の相
互に近接する方向への押圧力がバランスする中立位置に
まで押返され、かつ引張ばね133による排出方向B2
への引張力によって係止面126に端面131が当接す
るまで押返され、角部132が係合部123のセンタリ
ング用案内面127と係止面126とが交差する交差部
134に嵌まり込むことによってバッテリ89に作用す
る力が安定状態となり、バッテリ89は各側壁部分11
8の内面122間の中立位置で安定に保持される。
によってバッテリ89に振動あるいは衝撃力が作用して
も、バッテリ89は端面131に係止面126が形成さ
れた状態で引張ばね133によって排出方向B2方向に
弾発的に押圧され、かつ両側から各係止爪121によっ
て弾発的に押圧された状態で保持され、大きな力でバッ
テリ89が一方の側壁部分118に衝突することが回避
され、バッテリ89の損傷および断線などが防がれる。
る前記案内溝115は、底壁部分107に平行な直線移
動領域116aと、この直線移動領域116aに連な
り、開口部124に近接するにつれて上壁部分117に
近接する方向に緩やかに弯曲して傾斜する曲線移動領域
116bとを有する。これらの直線移動領域116aと
曲線移動領域116bとは、支持台114に乗載された
バッテリ89が開口部124から外方へ或る程度突出し
た状態、たとえば1/2程度突出した状態となる位置で
滑らかに弯曲して交差しており、これによってバッテリ
89を支持台114に乗載して図6の仮想線で示される
ように交換位置に配置した状態では、略水平面に対して
バッテリ収容部105が鉛直面上で角度θ1を成してい
ても、交換位置に配置されたバッテリ89は前記略水平
面に対して前記角度θ1よりも小さい角度θ2(θ2<
θ1)の状態で配置され、バッテリ89の交換を容易に
行うことが可能である。これによってバッテリの交換時
間を短縮して、交換作業者の労力の軽減および電気自動
車81のバッテリ交換のために停車する時間の短縮を図
り、長距離走行に対する連続走行の継続性を向上するこ
とができる。
上流側とには、各一対の案内ローラ135a,135b
が設けられ、下流側の案内ローラ135は、前記案内溝
115に移動自在に嵌まり込み、支持台114、したが
ってバッテリ89の不所望な変位を防止して、円滑に交
換位置および装填完了位置間にわたって移動させること
ができるように構成される。
35aは、案内溝115に上方から臨む上面および下方
から臨む下面に外周面が接触しており、上下のがたつき
が防止される。また案内溝115の開口部124寄りの
内周面部分には、前記下流側の各案内ローラ135aが
当接するので、バッテリ89を交換位置に配置したと
き、支持台114は前記角度θ2よりも小さくなる方向
に傾転することが防がれる。このとき支持台114の下
面は、開口部124に下方から臨む下縁部136によっ
て支持され、引張ばね133のばね力によって保持さ
れ、手放し状態であっても、不所望に底壁部分107側
へ変位してしまうことが防がれ、これによってバッテリ
87を取出した後に再びバッテリ収容部105内に嵌ま
り込んだ支持台114を図2の仮想線で示される交換位
置に引出す手間が省かれる。上流側の各案内ローラ13
5bは、下壁部分119上で転動し、安定に支持台10
4を案内することができる。
ら見て左下に配置されるバッテリ収容部105に関連し
て説明したが、残余のバッテリ収容部103,104,
106に関しても同様に構成され、各バッテリ87,8
8,90を円滑に装填完了位置と交換位置とにわたって
移動させ、円滑かつ迅速に交換することができる。
の下方には、前記ラゲッジスペース86に搭載される複
数(本実施の形態では4)のバッテリ87〜90が放電
によって容量が低下したときの補助電源として、前記バ
ッテリ92が搭載される。このバッテリ92は、後部座
席91の下方の細長い狭い空間に着脱可能に装着され、
長手方向一端部には陽極および陰極の2つの電極141
が設けられる。また長手方向他端部には、交換時に作業
者が把持する把手142が設けられる。このようなバッ
テリ92は、後部座席91の下方に設けられ、後部座席
91を支持する中空のバッテリ収容ケース143が設け
られる。このバッテリ収容ケース143にもまた、前述
のバッテリ収容103〜106と同様に、軸109およ
び接触片110から成る電極112、圧縮コイルばね1
13、支持台114ならびに引張ばね133が設けら
れ、バッテリ92を支持台114に載置してバッテリ収
容ケース143から突出させた交換位置と、バッテリ9
2がバッテリ収容ケース143内に収容され、各電極1
41がバッテリ収容ケース143の接触片110に接触
して電気的に導通した装填完了位置とにわたって移動自
在に搭載される。このバッテリ収容ケース143に設け
られる支持台114は、前述のバッテリ収容部103〜
106に設けられる支持台114のように交換位置で下
方に傾転するものではなく、交換位置および装填完了位
置間にわたって直線移動するように構成される。またバ
ッテリ92が装填完了位置に配置された状態では、バッ
テリ収容ケース143に設けられる係止爪121によっ
て、装填完了位置から交換位置にバッテリ92が支持台
114とともに引張ばね133のばね力によって排出さ
れないように形成されている。このようなバッテリ92
は、前記ラゲッジスペース86に搭載される各バッテリ
87〜90の容量が低下したとき、予備的に用いられ
る。
自動車81において、前記ラゲッジスペース86に搭載
される各バッテリ87〜90の容量が低下したとき、バ
ッテリ交換設備である充電ラック150に載置される充
電完了後の複数の交換用バッテリ151に交換すること
ができる。この充電ラック150は、左右一対の上下に
長手の縦枠部材152,153と、各縦枠部材152,
153の上端部を相互に連結する上枠部材154と、各
縦枠部材152,153間にわたって上下に間隔をあけ
て相互に平行に配置され、両端部が各縦枠部材152,
153に連結される複数(本実施の形態では4)の棚部
材155a〜155dとを含む。
れ2つのバッテリ151が把手156を手前に向けてほ
ぼ平行に載置される。この状態では、各バッテリ151
は、各電極112が、充電ラック150を正面から見て
奥側の各棚部材155a〜155dに設けられる充電用
端子158に接触して電気的に導通し、図示しない急速
充電器によってパルス充電を行うことができる。このよ
うなパルス充電では、各バッテリ151がある程度充電
されるまでは比較的オン時間を長くし、かつオフ時間を
短くし、充電が進むにつれて、次第にオン時間を短く
し、オフ時間を長く変化するように設定される。このよ
うなオン時間とオフ時間とは、各バッテリの端子間電圧
および温度の変化を高分解能センサによって検出し、そ
の検出値に応じて最短時間で充電が完了するようにオン
/オフ時間を変化するように構成される。
a〜155dには、その下方に載置されたバッテリの充
電完了を表示するために、充電完了表示ランプ159が
設けられる。このランプ159がたとえば点灯している
ときには、その下に収容されているバッテリ151は未
完了充電状態であり、この充電が完了したとき、前記ラ
ンプ159が消灯するように構成されてもよい。このよ
うな充電完了表示ランプ159を各バッテリ151の載
置位置毎に設けることによって、外部から一目で充電状
態を確認することができ、利便性が向上される。また補
助電源として搭載されるバッテリ92を充電するため
に、上記の充電ラック150と機能的に同様な充電ラッ
クが設けられている。
たは複数が少なくとも電気自動車81が前記ラゲッジス
ペース86に搭載される複数のバッテリ87〜90の全
てを用いて1度の充電で走行可能な最大走行距離の範囲
内に少なくとも1箇所が設置されるように点在して設け
られる。この最大走行距離の範囲内に少なくとも1箇所
とは、たとえば既存の給油所に前記充電ラック150を
1または複数設置して実現されてもよく、あるいは別途
にバッテリ交換を行うための充電スタンドまたはバッテ
リ交換スタンドなどのバッテリ交換用設備を新規に設け
て実現されてもよく、要するに電気自動車81が停車し
て安全にバッテリ交換を行える設備を少なくとも電気自
動車81が1度の充電で走行可能な距離を直径とする円
で囲まれた領域内に1箇所が存在するように、点在して
設けられることによって、バッテリ交換のための短い時
間の停止だけで長距離であっても継続的に走行すること
ができる。
気自動車81が走行中に自己のバッテリ87〜90の容
量が低下したときに、最寄りのバッテリ交換設備におい
て、すでに充電を完了した交換用バッテリ151を交換
し、再び走行することができる。このようにして走行中
にバッテリの容量が低下したときに新たなバッテリと交
換するだけであるので、電気自動車81がバッテリ87
〜90の充電を行うために長時間にわたって走行を中断
する必要がなく、連続走行に対する継続性を向上するこ
とができる。このような電気自動車81によって長距離
を継続的に走行することができるので、排気ガスの発生
量を格段に少なくし、環境汚染を低減することができ
る。
に露出する電極112が設けられるとともに、車体には
内部端子である接触片110が設けられるので、前記バ
ッテリ87〜90,92が装填完了位置に配置された状
態では、前記電極112と接触片110とが接触して電
気的に導通し、これによってバッテリ87〜90,92
が装填完了位置に配置された状態で、前記モータ93に
電力を供給することが可能である。したがって、車体の
モータ93から延びる電力供給線をバッテリ87〜9
0,92に手作業で接続し、あるいは取外す必要がなく
なり、これによってバッテリ87〜90,92の交換作
業に要する時間を短縮することができ、車両がバッテリ
交換のために停止しなければならない時間をさらに短縮
することができ、連続走行に対する継続性をより一層向
上することができる。
台114に載置され、着脱可能に保持される。この支持
台114はバッテリ収容部103〜106およびバッテ
リ収容ケース143によって装填完了位置と交換位置と
にわたって案内され、押出補助手段である引張ばね13
3によって装填完了位置から交換位置に向けて移動する
方向に引張られて力が付与されており、これによってバ
ッテリ交換時に装填完了位置に配置されるバッテリ87
〜90,92を支持台114とともに容易に移動させる
ことができ、バッテリ交換作業の作業者への負担を軽減
することができる。
池118によってモータ93およびバッテリ87〜90
のいずれか一方または双方に給電することができ、これ
によってバッテリ87〜90の電力消費を抑制して、バ
ッテリ87〜90の交換回数を少なくし、1度の充電で
走行可能な距離を長くして、連続走行に対する継続性を
より一層、向上することができる。
はバッテリとモータとが搭載され、このモータはバッテ
リからの電力によって駆動され、このモータの動力は車
輪に伝えられて走行することができる電動車両におい
て、前記バッテリが装填完了位置と交換位置とにわたっ
て移動可能に搭載されるので、バッテリの電力が低下し
たとき、そのバッテリを前記装填完了位置から交換位置
に移動させて車体から外部にそのバッテリの少なくとも
一部が露出した状態とし、そのバッテリを容易に車体か
ら取出して予め準備した完全充電状態のバッテリと迅速
に交換することができ、これによってバッテリ交換のた
めの車両の停止時間が少なくて済み、連続運転に対する
継続性を向上することができる。また上記のようにバッ
テリが交換位置に配置された状態では、車体から外部に
少なくとも一部が露出する位置に配置されているので、
バッテリの交換作業の労力および手間が少なくて済み、
バッテリ交換作業の省力化を図ることができる。
され、着脱可能に保持される。この支持台は案内部材に
よって装填完了位置と交換位置とにわたって案内され、
装填完了位置および交換位置間を円滑に移動することが
できる。このように案内部材によって案内される支持台
は、押出補助手段によって装填完了位置から交換位置に
向けて移動する方向に引張られ、あるいは押圧されて力
が付与されており、これによってバッテリ交換時に装填
完了位置に配置されるバッテリを支持台とともに容易に
移動させることができ、バッテリ交換作業の作業者への
負担を軽減することができる。
には外部に露出する電極が設けられるとともに、車体に
は内部端子が設けられるので、前記バッテリが装填完了
位置に配置された状態では、前記電極と内部端子とが接
触して電気的に導通し、これによってバッテリが装填完
了位置に配置された状態で、前記モータに電力を供給す
ることが可能である。したがって、車体のモータから延
びる電力供給線をバッテリに手作業で接続し、あるいは
取外す必要がなくなり、これによってバッテリの交換作
業に要する時間を短縮することができ、車両がバッテリ
交換のために停止しなければならない時間をさらに短縮
することができ、連続走行に対する継続性をより一層向
上することができる。
けられる太陽電池によってモータおよびバッテリのいず
れか一方または双方に給電することができ、これによっ
てバッテリの電力消費を抑制して、バッテリの交換回数
を少なくし、1度の充電で走行可能な距離を長くして、
連続走行に対する継続性をより一層、向上することがで
きる。
斜視図である。
である。
面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 前輪と後輪と、前輪および後輪が設けら
れる車体と、前輪および後輪のうち少なくともいずれか
一方を駆動するモータとを備え、 前輪および後輪のうち少なくともいずれか一方の車輪の
内輪部と外輪部との間に、太陽電池を設け、この太陽電
池の起電力によって、前記モータを駆動することを特徴
とする電動車両。 - 【請求項2】 車体の外表面に、第2の太陽電池を設け
ることを特徴とする請求項1記載の電動車両。 - 【請求項3】 太陽電池の起電力によって充電され、放
電によって前記モータを駆動するバッテリを備えること
を特徴とする請求項1または2記載の電動車両。 - 【請求項4】 太陽電池からの起電力を、モータおよび
バッテリの双方に導く第1給電状態と、モータおよびバ
ッテリのいずれか一方に導く第2給電状態とに選択的に
切換える給電切換手段を設けることを特徴とする請求項
3記載の電動車両。 - 【請求項5】 車体に搭載されるバッテリからの電力に
よって駆動されるモータを備え、このモータの動力によ
って車輪を駆動して走行する電動車両において、 前記バッテリは、車体の予め定める装填完了位置と、車
体から外部に少なくとも一部が露出する交換位置とにわ
たって移動可能に搭載されることを特徴とする電動車
両。 - 【請求項6】 バッテリは、その予め定める位置で外部
に露出する電極を有し、 車体には、前記装填完了位置に配置されたバッテリの前
記電極に接続して電気的に導通する内部端子が設けら
れ、 内部端子と前記バッテリとは、電気的に接続されること
を特徴とする請求項5記載の電動車両。 - 【請求項7】 車体には、バッテリを載置して着脱可能
に保持する支持台と、この支持台を前記装填完了位置お
よび交換位置間にわたって案内する案内部材と、案内部
材に設けられた支持台を装填完了位置から交換位置に向
けて移動する方向に力を付与する押出補助手段とが設け
られることを特徴とする請求項5または6記載の電動車
両。 - 【請求項8】 車体には、太陽電池が設けられ、この太
陽電池の起電力は、モータおよびバッテリのうち少なく
とも一方に供給されることを特徴とする請求項5〜7の
いずれかに記載の電動車両。 - 【請求項9】 モータによって車輪を駆動して走行する
電動車両に、前記モータに電力を供給するバッテリを、
装填完了と同時に電気的に接続されるようにして交換自
在に搭載し、 電動車両の1度の充電で走行可能な最大走行距離の範囲
内に、道路に沿って少なくとも1箇所のバッテリ交換設
備を点在して設置し、 各バッテリ交換設備には、充電を完了した複数の交換用
バッテリが準備されることを特徴とする電動車両の走行
支援システム。 - 【請求項10】 運転者がペダルを踏み込むことによっ
て回転する回転部材と、 前記回転部材の回転速度を検
出し、回転速度に対応する電圧信号を出力する回転速度
検出手段と、 駆動輪を回転駆動する駆動手段と、駆動手段に電力を供
給する電力供給手段と、走行速度を検出し走行速度に対
応した電圧信号を出力する走行速度検出手段と、前記電
力供給手段を制御する制御手段とを含む駆動装置とを備
え、 前記制御手段は、前記回転速度に対応する電圧信号およ
び走行速度に対応する電圧信号に基づいて決定される制
御信号を前記電力供給手段に出力することを特徴とする
電動車両。 - 【請求項11】 運転者がペダルを踏み込むことによっ
て回転する回転部材と、 前記回転部材が回転すること
によって電力を発生する発電手段と、 前記回転部材の回転速度を検出し、回転速度に対応する
電圧信号を出力する回転速度検出手段と、 駆動輪を回転駆動する駆動手段と、駆動手段に電力を供
給する電力供給手段と、走行速度を検出し走行速度に対
応した電圧信号を出力する走行速度検出手段と、前記電
力供給手段を制御する制御手段とを含む駆動装置とを備
え、 前記駆動装置は、前記回転速度に対応する電圧信号およ
び走行速度に対応する電圧信号に基づいて決定される制
御信号を前記電力供給手段に出力することを特徴とする
電動車両。 - 【請求項12】 運転者がペダルを踏み込むことによっ
て回転する回転部材と、前記回転部材の回転速度を検出
し回転速度に対応する電圧信号を出力する回転速度検出
手段と、駆動輪を回転駆動する駆動装置とを含む動力自
転車であって、 前記駆動装置は、駆動輪を回転駆動する駆動手段と、前
記回転速度検出手段から出力される電圧信号を増幅して
駆動信号として駆動手段に伝える増幅手段とを備えるこ
とを特徴とする電動車両。 - 【請求項13】 運転者がペダルを踏み込むことによっ
て回転する回転部材と、前記回転部材の回転速度を検出
し回転速度に対応する電圧信号を出力する回転速度検出
手段と、駆動輪を回転駆動する駆動装置とを含む動力自
転車であって、 前記駆動装置は、駆動輪を回転駆動する駆動手段と、前
記回転速度検出手段から出力される電圧信号を増幅して
駆動信号として駆動手段に伝える増幅手段と、走行速度
を検出する走行速度検出手段と、前記駆動手段に電力を
供給する電力供給手段とを備え、 走行速度が予め定められた速度未満であって、かつ予め
定められた条件を充たす場合に前記電力供給手段から駆
動手段に電力が供給されることを特徴とする電動車両。
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