携帯型電源装置
【課題】電気機器に作動電力を供給可能且つ非常時の家庭用電源等の他用途に使用可能な携帯型電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリ２と、該バッテリ２が着脱可能に装着されて該バッテリ２を充電する充電器３と、を備えた携帯型電源装置１であって、前記充電器３は、前記バッテリ２の直流電圧を交流に変換するインバータ５５と、該インバータ５５によって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセント５６と、を備えていることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリ２と、該バッテリ２が着脱可能に装着されて該バッテリ２を充電する充電器３と、を備えた携帯型電源装置１であって、前記充電器３は、前記バッテリ２の直流電圧を交流に変換するインバータ５５と、該インバータ５５によって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセント５６と、を備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ及びこのバッテリを充電する充電器を備えた携帯型電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大電力を要し、且つ電源と非接続状態で使用される電気機器に作動電力を供給する電源装置の多くは、機器毎に専用設計されたバッテリモジュール（以下、「バッテリ」）、及び対応する専用充電器により構成されている。
【０００３】
このような電源装置の一例として、特許文献１には、電動車両に対して着脱可能なバッテリと、電動車両とは別体に設けられて上記したバッテリを充電する充電器と、によって構成される電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような大容量バッテリは、使用対象機器の要求に合せて設計されているため、外形や接続端子形状などが専用設計となって汎用性に乏しく、またそのバッテリに接続可能な充電器の機能はバッテリの充電に限られていた。そのため、例えば災害時等の非常時において電源装置のバッテリに一定の電力が蓄えられていたとしても、これを家庭用電源として使用することはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、平常時はバッテリのみ分離して電気機器に作動電力を供給可能として、非常時はバッテリと充電器を組み合わせることで家庭用電源等の他用途に使用可能な携帯型電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリと、該バッテリが着脱可能に装着されて該バッテリを充電する充電器と、を備えた携帯型電源装置であって、前記充電器は、前記バッテリの直流電圧を交流に変換するインバータと、該インバータによって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセントと、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成を採用することにより、バッテリの直流電圧を容易に交流に変換して、家電製品の電源として多用途に使用することが可能となる。
【０００９】
前記バッテリには、該バッテリを持ち上げるための取っ手と、バッテリ側係合部と、が設けられ、前記充電器には、前記バッテリ側係合部と対応する位置に充電器側係合部が設けられ、前記バッテリを前記充電器に装着すると、前記バッテリ側係合部が前記充電器側係合部に係合して前記バッテリが前記充電器に固定され、前記取っ手の引き上げに伴って前記充電器が前記バッテリと一体的に持ち上げられても良い。
【００１０】
このような構成を採用することにより、バッテリを運ぶ感覚で電源装置全体を容易に運搬することが可能となり、電源装置の可搬性が向上する。また、バッテリに設けた取っ手を引き上げることでバッテリと充電器を一体的に持ち上げることができるため、バッテリと充電器の両方に取っ手を設ける必要が無く、部品点数を削減することができる。
【００１１】
前記取っ手は、前記バッテリの上部に設けられ、前記バッテリ側係合部は、前記バッテリの底部に設けられていても良い。
【００１２】
このように取っ手をバッテリの上部に設けることで、電源装置の持ち上げや運搬がし易くなり、電源装置の可搬性が更に向上する。また、バッテリ側係合部をバッテリの底部に設けることで、バッテリ側係合部と対応する充電器側係合部がバッテリの直下に位置することになる。そのため、充電器が水平方向に膨れにくくなり、例えばバッテリ側係合部をバッテリの側面に設ける場合と比較して、充電器の水平方向の幅を狭くすることができる。これに伴って、電源装置全体の設置スペースを小さくすることができる。
【００１３】
前記バッテリは、上下方向に長い形状を成し、該バッテリの上部には、前記充電器との接続端子が設けられていても良い。
【００１４】
このように上下方向に長いバッテリの上部に接続端子を設けることで、バッテリの底部に設けられるバッテリ側係合部とは離間した位置にバッテリの接続端子が配置されることになる。これに伴って、充電器にバッテリを装着する際に、バッテリの接続端子の位置を微調整しやすくなり、バッテリの接続端子を充電器の接続端子に容易に接続することが可能となる。また、バッテリの上部に接続端子を設けることで、同じくバッテリの上部に設けられる取っ手と近接した位置に接続端子が配置されることになる。そのため、充電器や電動車両の接続端子にバッテリの接続端子を接続する際に、各接続端子の位置を確認しやすくなる。
【００１５】
前記充電器には、少なくとも前記バッテリの一面に対向し、且つ前記バッテリの着脱方向に沿って延びる支持面が設けられていても良い。
【００１６】
このような形状の支持面を設けることで、バッテリの充電器への着脱時に、支持面によってバッテリをその着脱方向に沿ってガイドし、バッテリの倒れを抑制することが可能となる。そのため、バッテリの充電器への着脱が容易になる。
【００１７】
前記バッテリが前記充電器に装着された状態で、前記充電器の重心は、側面視において前記取っ手の中心軸線及び前記バッテリ側係合部と前記充電器側係合部の係合点を含む仮想平面を挟んで前記バッテリとの接続端子の反対側に位置していても良い。
【００１８】
このような構成を採用することで、バッテリを充電器に装着した状態で電源装置を持ち上げた時に、充電器の支持面にバッテリの対向する面を押し付ける方向のモーメントが発生することになる。そのため、接続端子同士が抜けにくくなり、接続端子の接続状態を確実に維持することができると共に、各接続端子の損傷を防止することが可能となる。
【００１９】
前記支持面は、前記バッテリの着脱方向に対して所定角度傾斜する平坦部と、該平坦部から隆起し、前記バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が前記平坦部よりも小さい隆起部と、を備え、前記バッテリの前記充電器への装着時に、前記バッテリが前記平坦部に沿って移動した後に前記隆起部に沿って移動するように構成されていても良い。
【００２０】
このような構成を採用することにより、バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が比較的大きい平坦部にバッテリを確実に接触させてから、バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が比較的小さい隆起部によってバッテリを着脱方向に沿って容易にガイドすることができる。これに伴って、バッテリの充電器への着脱が一層容易になる。
【００２１】
前記バッテリは、電動車両に駆動用の電力を供給するものであっても良い。
【００２２】
特に、モータの駆動に大電力を要する電動車両用のバッテリは、通常は大容量であるため、携帯型の電源装置でありながら家電製品の電源として長時間の使用が期待できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気機器に作動電力を供給可能且つ非常時の家庭用電源等の他用途に使用可能な携帯型電源装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す底面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、充電器を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置の充電器において、係合機構を示す正面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、充電器を示す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、（ａ）は、バッテリを充電器の支持面の平坦部に沿って保持した状態を示す側面図であり、（ｂ）は、バッテリを充電器の支持面の隆起部に沿って下降させている状態を示す側面図であり、（ｃ）は、バッテリを充電器に装着した状態を示す側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置の充電器において、（ａ）は、ストライカーが係合機構のフックに係合する前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は、ストライカーが係合機構のフックに係合した後の状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置のバッテリを搭載した自動二輪車の側面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置のバッテリを搭載した自動二輪車において、バッテリ収納部の周辺を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、（ａ）は、充電時を示す使用概念図であり、（ｂ）は、放電時を示す使用概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図８を用いて、本発明に係る携帯型電源装置（以下、「電源装置」と略称する。）の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、電動二輪車に駆動電力を供給する電源装置に本発明の構成を適用する場合について説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、バッテリを充電器に装着した状態（図１参照）を基準とし、図１における紙面手前側を電源装置の正面側（前側）とする。各図において適宜示される矢印Ｆｒは、正面側を示している。
【００２６】
図１に示されるように、電源装置１は、バッテリ２と、バッテリ２が着脱可能に装着される充電器３と、を備えている。
【００２７】
まず、バッテリ２について説明する。図２に示されるように、バッテリ２は、上下方向に長い形状を成しており、前後割のバッテリケース４によって全体を覆われている。バッテリケース４内には、複数の電池を直列及び並列に接続して形成される電池ブロック（図示せず）が収納されている。本実施形態では、上記した電池として、リチウムイオン電池を用いている。
【００２８】
バッテリケース４の前後両面には、多数のフィン５によって構成される横長矩形状の放熱部６が、上下に所定の間隔を介して複数段ずつ設けられている。バッテリケース４の左右両側には、ガイド突起７が上下方向に延設されている。
【００２９】
バッテリ２の上部（より詳しくは上端部）には、バッテリ２を持ち上げるための取っ手８が設けられている。取っ手８は、左右一対の取付部１０と、この取付部１０を連結して左右方向に延びる把持部１１と、を備えており、略コ字状を成している。各取付部１０の基端部（把持部１１と離間した側の端部）は、バッテリケース４の左上隅部と右上隅部にそれぞれ突設された取っ手用支持部１２に回転可能に支持されており、これにより、取っ手８が起立姿勢（図３、図４の実線参照）と傾倒姿勢（図３、図４の二点鎖線参照）との間で傾動可能となっている。図３に示されるように、取っ手８の中心軸線Ａ（起立姿勢を基準とした把持部１１の中心軸線）は、バッテリ２の重心Ｇ１の真上を通過している。
【００３０】
図５に示されるように、バッテリ２の底面の中央には横長矩形状の下端開口部１３が設けられ、下端開口部１３の内側（上側）には、バッテリ側係合部としての丸棒状のストライカー１４が、前後方向に延設されている。ストライカー１４はバッテリ２の底部に設けられている。ストライカー１４は、バッテリ２の重心Ｇ１の真下に位置しており、図４に示されるように、取っ手８の中心軸線Ａとストライカー１４の係合予定位置Ｂ（本実施形態では、ストライカー１４の前部）を含む仮想平面Ｓは、バッテリ２の重心Ｇ１を通過する鉛直面になっている。換言すると、ストライカー１４の係合予定位置Ｂは、取っ手８の中心軸線Ａとバッテリ２の重心Ｇ１を含む仮想平面Ｓと重なっている。
【００３１】
バッテリ２の前面の上部には、箱型形状の端子収容部１５が突設されている。図５に示されるように、端子収容部１５の下面には略横長矩形状の上側開口部１６が設けられている。端子収容部１５内には、複数のバッテリ側接続端子１７が上側開口部１６に臨む位置に並設されている。各バッテリ側接続端子１７は、リード線（図示せず）を介して前述の電池ブロックに接続されている。
【００３２】
次に、充電器３について説明する。図６に示されるように、充電器３は、扁平な略直方体形状を成す基台部１８と、基台部１８の前部から上方に向かって突出する支持部２０と、を備えている。
【００３３】
基台部１８の後部の左右両側には、ガイド片２１が上方に向かって突設され、各ガイド片２１と支持部２０の間に、凹部状のバッテリ装着部２２が設けられている。各ガイド片２１は、前後方向に延びる側方ガイド部２３と、側方ガイド部２３の後端から左右方向内側に向かって屈曲される後方ガイド部２４と、を備えており、平面視略Ｌ字状を成している。側方ガイド部２３の内面には、ガイド凹部２５が鉛直方向に設けられている。後方ガイド部２４の対向間隔には、下方に向かって縮径する背面視台形状の連通部２６が形成されている。基台部１８の側面の下部には、排風口２７が設けられている。
【００３４】
基台部１８の上面には、バッテリ装着部２２の底面にあたる位置に、係合機構２８が固定されている。図７に示されるように、係合機構２８は、基台部１８の上面に立設されるベースプレート３０と、第１回転軸３１を介してベースプレート３０に回転可能に支持される第１回転プレート３２と、第２回転軸３３を介してベースプレート３０に回転可能に支持される第２回転プレート３４と、第１回転プレート３２と第２回転プレート３４を連結するコイルスプリング３５（牽引手段）と、を備えている。
【００３５】
ベースプレート３０は、基台部１８の上面に沿って配置される固定板３６と、この固定板３６の後端部から上方に向かって屈曲されるガイド板３７と、を備えており、側面視略Ｌ字状を成している。固定板３６は固定ネジ３８を介して基台部１８の上面に固定されている。ガイド板３７の左右方向中央には、上向きに開口された略Ｕ字状のガイド溝４０が設けられている。
【００３６】
第１回転プレート３２の上端には、バッテリ２のストライカー１４と対応する位置に、支持部側係合部としてのフック４１が設けられ、フック４１には、係合凹部４２が設けられている。第１回転プレート３２には、フック４１よりも下方に、回転規制溝４３が設けられ、回転規制溝４３の更に下方に、第１スプリング取付部４４が設けられている。第１スプリング取付部４４には、コイルスプリング３５の一端が固定されている。
【００３７】
第２回転プレート３４の下部には、第１回転プレート３２側に向かって延びる回転規制突起４５が設けられ、回転規制突起４５の下方に、第２スプリング取付部４６が設けられている。第２スプリング取付部４６には、コイルスプリング３５の他端が固定されている。第２回転プレート３４の下部には、第２スプリング取付部４６を挟んで回転規制突起４５の反対側にワイヤー取付部４７が設けられ、このワイヤー取付部４７に、ワイヤー４８の一端が取り付けられている。ワイヤー４８の他端は、充電器３に設けられたリリースレバーやリリースキー等の操作手段（図示せず）に取り付けられている。
【００３８】
図６に示されるように、支持部２０の左右両面の上部には、側面視略台形状の側方凹部４９が、前部から後端部に亘って設けられている。支持部２０の後面には、略長方形状の支持面５０が鉛直方向に沿って延びている。支持面５０は、平坦部５１と、平坦部５１の左右両側に隆起して上下方向に延びる隆起部５２と、を備えている。平坦部５１と隆起部５２は、鉛直方向に対して所定角度傾斜しており、隆起部５２の鉛直方向に対する傾斜角度は、平坦部５１の鉛直方向に対する傾斜角度よりも小さくなっている（図８参照）。各隆起部５２は、略半円柱形状（アーチ形状）を成しており、各隆起部５２の上端面は、球面状に湾曲している。各隆起部５２は、下方に向かってテーパ状に縮幅している。なお、図８のＧ２は、充電器３の重心を示している。
【００３９】
図６に示されるように、支持面５０の上端には、支持部２０の上面との間に跨って略直方体形状の端子用凹部５３が設けられ、この端子用凹部５３の底面には、複数の充電器側接続端子５４が並設されている。
【００４０】
充電器側接続端子５４は、充電器３内に収納されたインバータ５５を介して、支持部２０の前面に設けられた家電製品接続用コンセント５６（図１参照。）と電気的に接続されている。この家電製品接続用コンセント５６は、ＡＣ１００Ｖに対応している。充電器側接続端子５４は、充電器３内に収容されたＡＣ／ＤＣコンバータ５７を介して電源ケーブル５８に接続されている。電源ケーブル５８は、基台部１８に設けられたケーブル挿通穴（図示せず）に貫挿されて充電器３の外部に引き出されている。電源ケーブル５８の先端にはプラグ５９が設けられている。
【００４１】
以上の如く構成される電源装置１について、バッテリ２を充電器３に対して着脱する方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００４２】
バッテリ２を充電器３に装着するには、まず、取っ手８を把持してバッテリ２を持ち上げて、図９（ａ）に示されるように、バッテリ２を充電器３の支持面５０の平坦部５１に沿って保持する。なお、バッテリ２を持ち上げた状態において、バッテリ２は直立姿勢を取っており、仮想平面Ｓが鉛直面になっている。
【００４３】
この状態で、バッテリ２を充電器３の支持面５０の平坦部５１に沿って下降させていくと、図９（ｂ）に示されるように、バッテリ２が、支持面５０の隆起部５２に接触する。そして、バッテリ２のガイド突起７を充電器３のガイド凹部２５に係合させながらバッテリ２を支持面５０の隆起部５２に沿って下降させ、バッテリ２を充電器３のバッテリ装着部２２に挿入していく。
【００４４】
これに伴って、図１０（ａ）に示されるように、バッテリ２のストライカー１４が充電器３の係合機構２８に接近し、係合機構２８のベースプレート３０のガイド溝４０にストライカー１４が進入し、係合機構２８の第１回転プレート３２のフック４１にストライカー１４が当接する。
【００４５】
この状態で、バッテリ２を下方に向かって押圧すると、ストライカー１４がフック４１を下方に押圧し、図１０（ａ）の矢印ａに示されるように、第１回転軸３１を中心に第１回転プレート３２が一方向（正面視で時計方向）に回転する。この回転により、図１０（ｂ）に示されるように、ストライカー１４が係合予定位置Ｂにおいてフック４１の係合凹部４２に係合すると共に、第１回転プレート３２の回転規制溝４３に第２回転プレート３４の回転規制突起４５が係合し、ストライカー１４が移動不能となる。これにより、バッテリ２が充電器３に固定され、取っ手８の引き上げに伴って充電器３をバッテリ２と一体的に持ち上げることが可能となる。
【００４６】
また、上記したストライカー１４のフック４１への係合と並行して、図９（ｃ）に示されるように、充電器３の充電器側接続端子５４にバッテリ２のバッテリ側接続端子１７を接続する。これにより、充電器３とバッテリ２とが電気的に接続される。
【００４７】
以上により、バッテリ２の充電器３への装着が完了する。なお、このように充電器３にバッテリ２が装着されると、充電器３の重心Ｇ２は、バッテリ２の重心Ｇ１側に寄った位置Ｇ３に移動する。この充電器３の重心Ｇ３（一体化されたバッテリ２と充電器３の重心）は、仮想平面Ｓを挟んで充電器側接続端子５４の反対側に位置している。
【００４８】
次に、バッテリ２を充電器３から取り外す方法について説明する。
【００４９】
まず、充電器３に設けられる操作手段を操作して、図１０（ｂ）に矢印ｂで示されるように、ワイヤー４８を一方向（図面上右方向）に牽引する。これに伴って、図１０（ｂ）に矢印ｃで示されるように、係合機構２８の第２回転プレート３４が一方向（正面視で反時計方向）に回転する。この回転により、第１回転プレート３２の回転規制溝４３と第２回転プレート３４の回転規制突起４５の係合が解除され、第１回転プレート３２が他方向（正面視で反時計方向）に回転する。これにより、図１０（ａ）に示される状態に第１回転プレート３２が復元し、ストライカー１４の移動規制が解除される。この状態で、バッテリ２を充電器３から持ち上げることで、バッテリ２の充電器３からの取り外しが完了する。なお、上記各記載から明らかなように、本実施形態では、バッテリ２の充電器３への着脱方向が鉛直方向となっている。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、取っ手８の引き上げに伴って充電器３がバッテリ２と一体的に持ち上げられるように構成されているため、バッテリ２を運ぶ感覚で電源装置１を容易に運搬することが可能となり、電源装置１の可搬性が向上する。また、バッテリ２に設けた取っ手８を引き上げることでバッテリ２と充電器３を一体的に持ち上げることができるため、バッテリ２と充電器３の両方に取っ手８を設ける必要が無く、部品点数を削減することができる。
【００５１】
また、バッテリ２の上部に取っ手８が設けられているため、電源装置１の持ち上げや運搬がし易くなり、電源装置１の可搬性が更に向上する。また、ストライカー１４がバッテリ２の底部に設けられているため、ストライカー１４と対応する充電器３のフック４１がバッテリ２の直下に位置することになる。そのため、充電器３が水平方向に膨れにくくなり、例えばストライカー１４をバッテリ２の側面に設ける場合と比較して、充電器３の水平方向の幅を狭くすることができる。これに伴って、電源装置１の設置スペースを小さくすることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、ストライカー１４がバッテリ２の底部に設けられており、これに伴って、係合機構２８が充電器３の基台部１８の上面に固定されている。このような構成により、係合機構２８を基台部１８の上面に固定する固定ネジ３８の軸力方向は、鉛直方向になっている（図７参照）。そのため、バッテリ２及び充電器３を一体的に持ち上げる際に、固定ネジ３８が軸力方向に力を受けることになり、係合機構２８が充電器３の側面に設けられて固定ネジ３８の軸力方向が水平方向となるような場合と比較して、固定ネジ３８がせん断力や曲げ力を受けにくくなり、強度上有利である。従って、小型の係合機構２８によって十分な固定強度を確保することができ、係合機構２８のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、上下方向に長いバッテリ２の上部にバッテリ側接続端子１７が設けられているため、バッテリ２の底部に設けられるストライカー１４とは離間した位置にバッテリ側接続端子１７が配置されることになる。これに伴って、充電器３にバッテリ２を装着する際に、バッテリ側接続端子１７の位置を微調整しやすくなり、バッテリ側接続端子１７を充電器側接続端子５４に容易に接続することが可能となる。また、バッテリ２の上部にバッテリ側接続端子１７を設けることで、同じくバッテリ２の上部に設けられる取っ手８と近接した位置にバッテリ側接続端子１７が配置されることになる。そのため、充電器側接続端子５４にバッテリ側接続端子１７を接続する際に、各接続端子１７、５４の位置を確認しやすくなる。
【００５４】
また、バッテリ２の前面に対向し、且つバッテリ２の着脱方向（鉛直方向）に沿って延びる支持面５０が充電器３に設けられているため、バッテリ２の充電器３への着脱時に、支持面５０によってバッテリ２をその着脱方向に沿ってガイドし、バッテリ２の倒れを抑制することが可能となる。そのため、バッテリ２の充電器３への着脱が容易になる。
【００５５】
また、バッテリ２の充電器３への装着時に、バッテリ２が支持面５０の平坦部５１に沿って下降した後に支持面５０の隆起部５２に沿って下降するように構成されている。そのため、バッテリ２の着脱方向（鉛直方向）に対する傾斜角度が比較的大きい平坦部５１にバッテリ２を確実に接触させてから、バッテリ２の着脱方向に対する傾斜角度が比較的小さい隆起部５２によってバッテリ２を着脱方向に沿って容易にガイドすることができる。これに伴って、バッテリ２の充電器３への着脱が一層容易になる。
【００５６】
また、図９（ｃ）に示されるように、バッテリ２が充電器３に装着された状態で、充電器３の重心Ｇ３が、仮想平面Ｓを挟んで充電器側接続端子５４の反対側に位置している。これに伴って、電源装置１を持ち上げた時に、充電器３の支持面５０にバッテリ２の前面を押し付ける方向のモーメントが発生することになる（図９（ｃ）の矢印Ｘ参照）。そのため、接続端子１７、５４同士が抜けにくくなり、接続端子１７、５４の接続状態を確実に維持することができると共に、各接続端子１７、５４の損傷を防止することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、バッテリ２のストライカー１４が仮想平面Ｓと重なり、且つ、仮想平面Ｓがバッテリ２の充電器３に対する着脱方向（鉛直方向）と平行になっている。そのため、バッテリ２を充電器３に対して着脱する際に、力を加えやすく、バッテリ２をこじる方向に力が発生しにくい。そのため、バッテリ２を充電器３に対して容易に着脱することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、バッテリ２の持ち上げ時に仮想平面Ｓが鉛直面になっており、これに伴って、バッテリ２を充電器３に装着する際に、バッテリ２の底面が真下を向くことになる。そのため、ストライカー１４とフック４１の位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５９】
次に、上記した電源装置１のバッテリ２によって駆動電力を供給される電動二輪車について、図１１及び図１２を用いて説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、電動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。
【００６０】
図１１に示されるように、電動二輪車６１には、車体の骨組を構成する車体フレーム６２が設けられている。車体フレーム６２は、その前部上端に配置されるヘッドパイプ６３と、ヘッドパイプ６３から後下方に向かって延設されるダウンチューブ６４と、ダウンチューブ６４の後端から後上方に向かって延設されるリヤフレーム６５と、を備えている。
【００６１】
ヘッドパイプ６３には、フロントフォーク６６が支持され、フロントフォーク６６の下端には前輪６７が軸支されている。ヘッドパイプ６３には、ステアリングシャフト６８が取り付けられ、ステアリングシャフト６８の上端にはハンドルバー７０が固定されている。
【００６２】
ヘッドパイプ６３とダウンチューブ６４の周囲は、前方からフロントカバー７１により覆われるとともに後方からレッグシールド７２により覆われている。ダウンチューブ６４の後下部にはパワーユニット７３の前端部が上下方向揺動可能に支持され、パワーユニット７３の後端部には、後輪７４が軸支されるとともに後輪７４を駆動させるためのモータ７５が固定されている。
【００６３】
リヤフレーム６５は、フレームカバー７６によって覆われており、フレームカバー７６とレッグシールド７２の間には、運転者が乗車時に足を載置するための低床状のフットボード７７が設けられ、フットボード７７にはインバータ７８が収納されている。フレームカバー７６の上端には運転者シート８０が設けられ、運転者シート８０の下方にはバッテリボックス８１が設けられている。
【００６４】
図１２に示されるように、バッテリボックス８１は、上向きに開口されて箱型形状を成している。バッテリボックス８１の上前方にはシートヒンジ８２が設けられ、シートヒンジ８２に運転者シート８０の前端部を取り付けることで、運転者シート８０がバッテリボックス８１の上端に開閉可能に支持されている。
【００６５】
バッテリボックス８１の内部には、前方収納部８３と後方収納部８４が前後に並設されている。前方収納部８３にはバッテリ２が着脱可能に収納され、後方収納部８４にはスペア用のバッテリ２が着脱可能に収納されている。
【００６６】
図１１に示されるように、バッテリボックス８１の前方には、コントローラ８５が設けられている。コントローラ８５には車両側接続端子（図示せず）が設けられており、この車両側接続端子がバッテリ２のバッテリ側接続端子１７と接続されることで、バッテリ２とコントローラ８５が電気的に接続されるようになっている。
【００６７】
以上のような構成の電動二輪車６１においては、バッテリ２からコントローラ８５を介して車両側に電力が供給され、この電力によってモータ７５及び後輪７４が回転することで、電動二輪車６１の走行が可能となる。そのため、バッテリ２内に蓄えられている電力が減少した場合には、バッテリ２の充電が必要となる。
【００６８】
バッテリ２の充電を行うには、電動二輪車６１の運転者シート８０を開放してバッテリボックス８１からバッテリ２を取り外し、前述の方法によりバッテリ２を充電器３に装着する。そして、図１３（ａ）に示されるように、充電器３の電源ケーブル５８の先端に設けられたプラグ５９を、例えば家屋の内壁等に設けられた家庭用コンセント９１（ＡＣ１００Ｖの商用電源）に接続する。これにより、家庭用コンセント９１から出力される交流電圧が、充電器３のＡＣ／ＤＣコンバータ５７によって直流に変換された後にバッテリ２に供給され、バッテリ２が充電される。バッテリ２の充電が完了したら、前述の方法によりバッテリ２を充電器３から取り外し、電動二輪車６１のバッテリボックス８１に再度装着する。
【００６９】
次に、上記した電源装置１を、災害時等の非常時に家庭用電源として使用する方法を説明する。
【００７０】
まず、上記したバッテリ２の充電時と同様に、電動二輪車６１のバッテリボックス８１からバッテリ２を取り外し、充電器３に装着する。そして、図１３（ｂ）に示されるように、充電器３に設けられた家電製品接続用コンセント５６に、家電製品９２（例えば、卓上ライト）の接続ケーブル９３の先端に設けられたプラグ９４を接続し、充電器３の動作モードを充電モードから放電モードに切り替える。この切り替えは、例えば、充電器３に設けられたキーやボタン等の切換手段（図示せず）を操作することにより手動で行っても良いし、充電器３の家電製品接続用コンセント５６に家電製品９２のプラグ９４が接続されるのに伴って自動的に行われても良い。
【００７１】
この動作モードの切り替えに伴って、バッテリ２の直流電圧をインバータ５５によって交流（ＡＣ１００Ｖ）に変換し、家電製品接続用コンセント５６から家電製品９２に出力することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施形態では、バッテリ２と充電器３のＡＣ／ＤＣコンバータ５７の間及びバッテリ２と充電器３のインバータ５５の間でＣＡＮ通信（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信）を行うことでバッテリ残容量（放電可能容量）を正確に把握し、この把握したバッテリ残容量を、バッテリ２又は充電器３に設けられる残量表示部において正確に表示できるように構成されている。
【００７３】
本実施形態では、以上のように、充電器３にインバータ５５と家電製品接続用コンセント５６を設けることで、バッテリ２の直流電圧を容易に交流に変換して、家電製品９２の電源として多用途に使用することが可能となる。特に、電動二輪車６１のような電動車両に駆動電力を供給するバッテリ２は、モータ７５の駆動に大電力を要するため、通常は大容量である。そのため、携帯型の電源装置１でありながら家電製品９２の電源として長時間の使用が期待できる。
【００７４】
このように、電源装置１のバッテリ２を、普段は充電器３から分離させて電動二輪車６１の駆動源として単体で使用し、非常時には充電器３に装着して汎用電源として使用することが可能となっており、且つ、バッテリ２と充電器３の両者を容易に携帯できる構造となっている。
【００７５】
また、電動二輪車６１に駆動電力を供給するバッテリ２を家庭用電源として用いることで、化石燃料を使用する従来の発電機を用いる場合と比較して、排気ガスの発生を抑制することができる。そのため、災害時等の非常時に電源装置１を室内で使用することが可能となり、電源装置１の非常用電源としての利便性が向上する。
【００７６】
また、本実施形態のバッテリ２を構成するリチウムイオン電池は、例えば鉛蓄電池と比較して、単位体積当たりのエネルギー密度が一般的に高い。そのため、リチウムイオン電池によってバッテリ２を構成することで、コンパクト且つ大容量のバッテリ２を実現することが可能となる。
【００７７】
一方で、リチウムイオン電池を用いる場合には、過充電や過放電を抑制する必要が生じる。この点、本実施形態では前述のように、バッテリ２と充電器３間でＣＡＮ通信を行うことで、バッテリ２の残容量を正確に把握及び表示することができるため、過充電や過放電を未然に防止することが可能となり、安全性を確保することが可能となる。なお、過充電や過放電を未然に防止する具体的な構成としては、例えば、バッテリ残容量に応じて過充電や過放電を知らせる警告を表示したり警報を発したりする構成を採用することができる。また、バッテリ残容量に応じて充電や放電を停止する構成を採用することができる。
【００７８】
本実施形態では、バッテリ２の充電器３への装着時にバッテリ２をガイドするためのガイド凹部２５を充電器３に設ける場合について説明したが、例えば充電器３の横幅とバッテリ２の横幅が略同一であるような場合には、ガイド凹部２５を設けなくても良い。
【００７９】
本実施形態では、バッテリ２の電池ブロックをリチウムイオン電池によって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の充電式電池によってバッテリ２の電池ブロックを構成しても良い。
【００８０】
本実施形態では、電源装置１を非常時の家庭用電源として使用する場合を例に説明したが、非常時以外の通常時にも電源装置１を家庭用電源として使用できることは言うまでもない。
【００８１】
本実施形態では、電動二輪車６１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えば電動車いすや電動自転車等の電動二輪車６１以外の電動小型車両に本発明の構成を適用しても良いし、電気自動車等の比較的大型の電動車両に本発明の構成を適用しても良い。また、電動車両以外の電気機器に本発明の構成を適用しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１ 携帯型電源装置
２ バッテリ
３ 充電器
８ 取っ手
１１ 把持部
１４ ストライカー（バッテリ側係合部）
１７ バッテリ側接続端子
４１ フック（充電器側係合部）
５０ 支持面
５１ 平坦部
５２ 隆起部
５４ 充電器側接続端子
５５ インバータ
５６ 家電製品接続用コンセント
６１ 電動二輪車（電気機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ及びこのバッテリを充電する充電器を備えた携帯型電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大電力を要し、且つ電源と非接続状態で使用される電気機器に作動電力を供給する電源装置の多くは、機器毎に専用設計されたバッテリモジュール（以下、「バッテリ」）、及び対応する専用充電器により構成されている。
【０００３】
このような電源装置の一例として、特許文献１には、電動車両に対して着脱可能なバッテリと、電動車両とは別体に設けられて上記したバッテリを充電する充電器と、によって構成される電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような大容量バッテリは、使用対象機器の要求に合せて設計されているため、外形や接続端子形状などが専用設計となって汎用性に乏しく、またそのバッテリに接続可能な充電器の機能はバッテリの充電に限られていた。そのため、例えば災害時等の非常時において電源装置のバッテリに一定の電力が蓄えられていたとしても、これを家庭用電源として使用することはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、平常時はバッテリのみ分離して電気機器に作動電力を供給可能として、非常時はバッテリと充電器を組み合わせることで家庭用電源等の他用途に使用可能な携帯型電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリと、該バッテリが着脱可能に装着されて該バッテリを充電する充電器と、を備えた携帯型電源装置であって、前記充電器は、前記バッテリの直流電圧を交流に変換するインバータと、該インバータによって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセントと、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成を採用することにより、バッテリの直流電圧を容易に交流に変換して、家電製品の電源として多用途に使用することが可能となる。
【０００９】
前記バッテリには、該バッテリを持ち上げるための取っ手と、バッテリ側係合部と、が設けられ、前記充電器には、前記バッテリ側係合部と対応する位置に充電器側係合部が設けられ、前記バッテリを前記充電器に装着すると、前記バッテリ側係合部が前記充電器側係合部に係合して前記バッテリが前記充電器に固定され、前記取っ手の引き上げに伴って前記充電器が前記バッテリと一体的に持ち上げられても良い。
【００１０】
このような構成を採用することにより、バッテリを運ぶ感覚で電源装置全体を容易に運搬することが可能となり、電源装置の可搬性が向上する。また、バッテリに設けた取っ手を引き上げることでバッテリと充電器を一体的に持ち上げることができるため、バッテリと充電器の両方に取っ手を設ける必要が無く、部品点数を削減することができる。
【００１１】
前記取っ手は、前記バッテリの上部に設けられ、前記バッテリ側係合部は、前記バッテリの底部に設けられていても良い。
【００１２】
このように取っ手をバッテリの上部に設けることで、電源装置の持ち上げや運搬がし易くなり、電源装置の可搬性が更に向上する。また、バッテリ側係合部をバッテリの底部に設けることで、バッテリ側係合部と対応する充電器側係合部がバッテリの直下に位置することになる。そのため、充電器が水平方向に膨れにくくなり、例えばバッテリ側係合部をバッテリの側面に設ける場合と比較して、充電器の水平方向の幅を狭くすることができる。これに伴って、電源装置全体の設置スペースを小さくすることができる。
【００１３】
前記バッテリは、上下方向に長い形状を成し、該バッテリの上部には、前記充電器との接続端子が設けられていても良い。
【００１４】
このように上下方向に長いバッテリの上部に接続端子を設けることで、バッテリの底部に設けられるバッテリ側係合部とは離間した位置にバッテリの接続端子が配置されることになる。これに伴って、充電器にバッテリを装着する際に、バッテリの接続端子の位置を微調整しやすくなり、バッテリの接続端子を充電器の接続端子に容易に接続することが可能となる。また、バッテリの上部に接続端子を設けることで、同じくバッテリの上部に設けられる取っ手と近接した位置に接続端子が配置されることになる。そのため、充電器や電動車両の接続端子にバッテリの接続端子を接続する際に、各接続端子の位置を確認しやすくなる。
【００１５】
前記充電器には、少なくとも前記バッテリの一面に対向し、且つ前記バッテリの着脱方向に沿って延びる支持面が設けられていても良い。
【００１６】
このような形状の支持面を設けることで、バッテリの充電器への着脱時に、支持面によってバッテリをその着脱方向に沿ってガイドし、バッテリの倒れを抑制することが可能となる。そのため、バッテリの充電器への着脱が容易になる。
【００１７】
前記バッテリが前記充電器に装着された状態で、前記充電器の重心は、側面視において前記取っ手の中心軸線及び前記バッテリ側係合部と前記充電器側係合部の係合点を含む仮想平面を挟んで前記バッテリとの接続端子の反対側に位置していても良い。
【００１８】
このような構成を採用することで、バッテリを充電器に装着した状態で電源装置を持ち上げた時に、充電器の支持面にバッテリの対向する面を押し付ける方向のモーメントが発生することになる。そのため、接続端子同士が抜けにくくなり、接続端子の接続状態を確実に維持することができると共に、各接続端子の損傷を防止することが可能となる。
【００１９】
前記支持面は、前記バッテリの着脱方向に対して所定角度傾斜する平坦部と、該平坦部から隆起し、前記バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が前記平坦部よりも小さい隆起部と、を備え、前記バッテリの前記充電器への装着時に、前記バッテリが前記平坦部に沿って移動した後に前記隆起部に沿って移動するように構成されていても良い。
【００２０】
このような構成を採用することにより、バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が比較的大きい平坦部にバッテリを確実に接触させてから、バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が比較的小さい隆起部によってバッテリを着脱方向に沿って容易にガイドすることができる。これに伴って、バッテリの充電器への着脱が一層容易になる。
【００２１】
前記バッテリは、電動車両に駆動用の電力を供給するものであっても良い。
【００２２】
特に、モータの駆動に大電力を要する電動車両用のバッテリは、通常は大容量であるため、携帯型の電源装置でありながら家電製品の電源として長時間の使用が期待できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気機器に作動電力を供給可能且つ非常時の家庭用電源等の他用途に使用可能な携帯型電源装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、バッテリを示す底面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、充電器を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置の充電器において、係合機構を示す正面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、充電器を示す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、（ａ）は、バッテリを充電器の支持面の平坦部に沿って保持した状態を示す側面図であり、（ｂ）は、バッテリを充電器の支持面の隆起部に沿って下降させている状態を示す側面図であり、（ｃ）は、バッテリを充電器に装着した状態を示す側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置の充電器において、（ａ）は、ストライカーが係合機構のフックに係合する前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は、ストライカーが係合機構のフックに係合した後の状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置のバッテリを搭載した自動二輪車の側面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置のバッテリを搭載した自動二輪車において、バッテリ収納部の周辺を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る携帯型電源装置において、（ａ）は、充電時を示す使用概念図であり、（ｂ）は、放電時を示す使用概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図８を用いて、本発明に係る携帯型電源装置（以下、「電源装置」と略称する。）の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、電動二輪車に駆動電力を供給する電源装置に本発明の構成を適用する場合について説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、バッテリを充電器に装着した状態（図１参照）を基準とし、図１における紙面手前側を電源装置の正面側（前側）とする。各図において適宜示される矢印Ｆｒは、正面側を示している。
【００２６】
図１に示されるように、電源装置１は、バッテリ２と、バッテリ２が着脱可能に装着される充電器３と、を備えている。
【００２７】
まず、バッテリ２について説明する。図２に示されるように、バッテリ２は、上下方向に長い形状を成しており、前後割のバッテリケース４によって全体を覆われている。バッテリケース４内には、複数の電池を直列及び並列に接続して形成される電池ブロック（図示せず）が収納されている。本実施形態では、上記した電池として、リチウムイオン電池を用いている。
【００２８】
バッテリケース４の前後両面には、多数のフィン５によって構成される横長矩形状の放熱部６が、上下に所定の間隔を介して複数段ずつ設けられている。バッテリケース４の左右両側には、ガイド突起７が上下方向に延設されている。
【００２９】
バッテリ２の上部（より詳しくは上端部）には、バッテリ２を持ち上げるための取っ手８が設けられている。取っ手８は、左右一対の取付部１０と、この取付部１０を連結して左右方向に延びる把持部１１と、を備えており、略コ字状を成している。各取付部１０の基端部（把持部１１と離間した側の端部）は、バッテリケース４の左上隅部と右上隅部にそれぞれ突設された取っ手用支持部１２に回転可能に支持されており、これにより、取っ手８が起立姿勢（図３、図４の実線参照）と傾倒姿勢（図３、図４の二点鎖線参照）との間で傾動可能となっている。図３に示されるように、取っ手８の中心軸線Ａ（起立姿勢を基準とした把持部１１の中心軸線）は、バッテリ２の重心Ｇ１の真上を通過している。
【００３０】
図５に示されるように、バッテリ２の底面の中央には横長矩形状の下端開口部１３が設けられ、下端開口部１３の内側（上側）には、バッテリ側係合部としての丸棒状のストライカー１４が、前後方向に延設されている。ストライカー１４はバッテリ２の底部に設けられている。ストライカー１４は、バッテリ２の重心Ｇ１の真下に位置しており、図４に示されるように、取っ手８の中心軸線Ａとストライカー１４の係合予定位置Ｂ（本実施形態では、ストライカー１４の前部）を含む仮想平面Ｓは、バッテリ２の重心Ｇ１を通過する鉛直面になっている。換言すると、ストライカー１４の係合予定位置Ｂは、取っ手８の中心軸線Ａとバッテリ２の重心Ｇ１を含む仮想平面Ｓと重なっている。
【００３１】
バッテリ２の前面の上部には、箱型形状の端子収容部１５が突設されている。図５に示されるように、端子収容部１５の下面には略横長矩形状の上側開口部１６が設けられている。端子収容部１５内には、複数のバッテリ側接続端子１７が上側開口部１６に臨む位置に並設されている。各バッテリ側接続端子１７は、リード線（図示せず）を介して前述の電池ブロックに接続されている。
【００３２】
次に、充電器３について説明する。図６に示されるように、充電器３は、扁平な略直方体形状を成す基台部１８と、基台部１８の前部から上方に向かって突出する支持部２０と、を備えている。
【００３３】
基台部１８の後部の左右両側には、ガイド片２１が上方に向かって突設され、各ガイド片２１と支持部２０の間に、凹部状のバッテリ装着部２２が設けられている。各ガイド片２１は、前後方向に延びる側方ガイド部２３と、側方ガイド部２３の後端から左右方向内側に向かって屈曲される後方ガイド部２４と、を備えており、平面視略Ｌ字状を成している。側方ガイド部２３の内面には、ガイド凹部２５が鉛直方向に設けられている。後方ガイド部２４の対向間隔には、下方に向かって縮径する背面視台形状の連通部２６が形成されている。基台部１８の側面の下部には、排風口２７が設けられている。
【００３４】
基台部１８の上面には、バッテリ装着部２２の底面にあたる位置に、係合機構２８が固定されている。図７に示されるように、係合機構２８は、基台部１８の上面に立設されるベースプレート３０と、第１回転軸３１を介してベースプレート３０に回転可能に支持される第１回転プレート３２と、第２回転軸３３を介してベースプレート３０に回転可能に支持される第２回転プレート３４と、第１回転プレート３２と第２回転プレート３４を連結するコイルスプリング３５（牽引手段）と、を備えている。
【００３５】
ベースプレート３０は、基台部１８の上面に沿って配置される固定板３６と、この固定板３６の後端部から上方に向かって屈曲されるガイド板３７と、を備えており、側面視略Ｌ字状を成している。固定板３６は固定ネジ３８を介して基台部１８の上面に固定されている。ガイド板３７の左右方向中央には、上向きに開口された略Ｕ字状のガイド溝４０が設けられている。
【００３６】
第１回転プレート３２の上端には、バッテリ２のストライカー１４と対応する位置に、支持部側係合部としてのフック４１が設けられ、フック４１には、係合凹部４２が設けられている。第１回転プレート３２には、フック４１よりも下方に、回転規制溝４３が設けられ、回転規制溝４３の更に下方に、第１スプリング取付部４４が設けられている。第１スプリング取付部４４には、コイルスプリング３５の一端が固定されている。
【００３７】
第２回転プレート３４の下部には、第１回転プレート３２側に向かって延びる回転規制突起４５が設けられ、回転規制突起４５の下方に、第２スプリング取付部４６が設けられている。第２スプリング取付部４６には、コイルスプリング３５の他端が固定されている。第２回転プレート３４の下部には、第２スプリング取付部４６を挟んで回転規制突起４５の反対側にワイヤー取付部４７が設けられ、このワイヤー取付部４７に、ワイヤー４８の一端が取り付けられている。ワイヤー４８の他端は、充電器３に設けられたリリースレバーやリリースキー等の操作手段（図示せず）に取り付けられている。
【００３８】
図６に示されるように、支持部２０の左右両面の上部には、側面視略台形状の側方凹部４９が、前部から後端部に亘って設けられている。支持部２０の後面には、略長方形状の支持面５０が鉛直方向に沿って延びている。支持面５０は、平坦部５１と、平坦部５１の左右両側に隆起して上下方向に延びる隆起部５２と、を備えている。平坦部５１と隆起部５２は、鉛直方向に対して所定角度傾斜しており、隆起部５２の鉛直方向に対する傾斜角度は、平坦部５１の鉛直方向に対する傾斜角度よりも小さくなっている（図８参照）。各隆起部５２は、略半円柱形状（アーチ形状）を成しており、各隆起部５２の上端面は、球面状に湾曲している。各隆起部５２は、下方に向かってテーパ状に縮幅している。なお、図８のＧ２は、充電器３の重心を示している。
【００３９】
図６に示されるように、支持面５０の上端には、支持部２０の上面との間に跨って略直方体形状の端子用凹部５３が設けられ、この端子用凹部５３の底面には、複数の充電器側接続端子５４が並設されている。
【００４０】
充電器側接続端子５４は、充電器３内に収納されたインバータ５５を介して、支持部２０の前面に設けられた家電製品接続用コンセント５６（図１参照。）と電気的に接続されている。この家電製品接続用コンセント５６は、ＡＣ１００Ｖに対応している。充電器側接続端子５４は、充電器３内に収容されたＡＣ／ＤＣコンバータ５７を介して電源ケーブル５８に接続されている。電源ケーブル５８は、基台部１８に設けられたケーブル挿通穴（図示せず）に貫挿されて充電器３の外部に引き出されている。電源ケーブル５８の先端にはプラグ５９が設けられている。
【００４１】
以上の如く構成される電源装置１について、バッテリ２を充電器３に対して着脱する方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００４２】
バッテリ２を充電器３に装着するには、まず、取っ手８を把持してバッテリ２を持ち上げて、図９（ａ）に示されるように、バッテリ２を充電器３の支持面５０の平坦部５１に沿って保持する。なお、バッテリ２を持ち上げた状態において、バッテリ２は直立姿勢を取っており、仮想平面Ｓが鉛直面になっている。
【００４３】
この状態で、バッテリ２を充電器３の支持面５０の平坦部５１に沿って下降させていくと、図９（ｂ）に示されるように、バッテリ２が、支持面５０の隆起部５２に接触する。そして、バッテリ２のガイド突起７を充電器３のガイド凹部２５に係合させながらバッテリ２を支持面５０の隆起部５２に沿って下降させ、バッテリ２を充電器３のバッテリ装着部２２に挿入していく。
【００４４】
これに伴って、図１０（ａ）に示されるように、バッテリ２のストライカー１４が充電器３の係合機構２８に接近し、係合機構２８のベースプレート３０のガイド溝４０にストライカー１４が進入し、係合機構２８の第１回転プレート３２のフック４１にストライカー１４が当接する。
【００４５】
この状態で、バッテリ２を下方に向かって押圧すると、ストライカー１４がフック４１を下方に押圧し、図１０（ａ）の矢印ａに示されるように、第１回転軸３１を中心に第１回転プレート３２が一方向（正面視で時計方向）に回転する。この回転により、図１０（ｂ）に示されるように、ストライカー１４が係合予定位置Ｂにおいてフック４１の係合凹部４２に係合すると共に、第１回転プレート３２の回転規制溝４３に第２回転プレート３４の回転規制突起４５が係合し、ストライカー１４が移動不能となる。これにより、バッテリ２が充電器３に固定され、取っ手８の引き上げに伴って充電器３をバッテリ２と一体的に持ち上げることが可能となる。
【００４６】
また、上記したストライカー１４のフック４１への係合と並行して、図９（ｃ）に示されるように、充電器３の充電器側接続端子５４にバッテリ２のバッテリ側接続端子１７を接続する。これにより、充電器３とバッテリ２とが電気的に接続される。
【００４７】
以上により、バッテリ２の充電器３への装着が完了する。なお、このように充電器３にバッテリ２が装着されると、充電器３の重心Ｇ２は、バッテリ２の重心Ｇ１側に寄った位置Ｇ３に移動する。この充電器３の重心Ｇ３（一体化されたバッテリ２と充電器３の重心）は、仮想平面Ｓを挟んで充電器側接続端子５４の反対側に位置している。
【００４８】
次に、バッテリ２を充電器３から取り外す方法について説明する。
【００４９】
まず、充電器３に設けられる操作手段を操作して、図１０（ｂ）に矢印ｂで示されるように、ワイヤー４８を一方向（図面上右方向）に牽引する。これに伴って、図１０（ｂ）に矢印ｃで示されるように、係合機構２８の第２回転プレート３４が一方向（正面視で反時計方向）に回転する。この回転により、第１回転プレート３２の回転規制溝４３と第２回転プレート３４の回転規制突起４５の係合が解除され、第１回転プレート３２が他方向（正面視で反時計方向）に回転する。これにより、図１０（ａ）に示される状態に第１回転プレート３２が復元し、ストライカー１４の移動規制が解除される。この状態で、バッテリ２を充電器３から持ち上げることで、バッテリ２の充電器３からの取り外しが完了する。なお、上記各記載から明らかなように、本実施形態では、バッテリ２の充電器３への着脱方向が鉛直方向となっている。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、取っ手８の引き上げに伴って充電器３がバッテリ２と一体的に持ち上げられるように構成されているため、バッテリ２を運ぶ感覚で電源装置１を容易に運搬することが可能となり、電源装置１の可搬性が向上する。また、バッテリ２に設けた取っ手８を引き上げることでバッテリ２と充電器３を一体的に持ち上げることができるため、バッテリ２と充電器３の両方に取っ手８を設ける必要が無く、部品点数を削減することができる。
【００５１】
また、バッテリ２の上部に取っ手８が設けられているため、電源装置１の持ち上げや運搬がし易くなり、電源装置１の可搬性が更に向上する。また、ストライカー１４がバッテリ２の底部に設けられているため、ストライカー１４と対応する充電器３のフック４１がバッテリ２の直下に位置することになる。そのため、充電器３が水平方向に膨れにくくなり、例えばストライカー１４をバッテリ２の側面に設ける場合と比較して、充電器３の水平方向の幅を狭くすることができる。これに伴って、電源装置１の設置スペースを小さくすることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、ストライカー１４がバッテリ２の底部に設けられており、これに伴って、係合機構２８が充電器３の基台部１８の上面に固定されている。このような構成により、係合機構２８を基台部１８の上面に固定する固定ネジ３８の軸力方向は、鉛直方向になっている（図７参照）。そのため、バッテリ２及び充電器３を一体的に持ち上げる際に、固定ネジ３８が軸力方向に力を受けることになり、係合機構２８が充電器３の側面に設けられて固定ネジ３８の軸力方向が水平方向となるような場合と比較して、固定ネジ３８がせん断力や曲げ力を受けにくくなり、強度上有利である。従って、小型の係合機構２８によって十分な固定強度を確保することができ、係合機構２８のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、上下方向に長いバッテリ２の上部にバッテリ側接続端子１７が設けられているため、バッテリ２の底部に設けられるストライカー１４とは離間した位置にバッテリ側接続端子１７が配置されることになる。これに伴って、充電器３にバッテリ２を装着する際に、バッテリ側接続端子１７の位置を微調整しやすくなり、バッテリ側接続端子１７を充電器側接続端子５４に容易に接続することが可能となる。また、バッテリ２の上部にバッテリ側接続端子１７を設けることで、同じくバッテリ２の上部に設けられる取っ手８と近接した位置にバッテリ側接続端子１７が配置されることになる。そのため、充電器側接続端子５４にバッテリ側接続端子１７を接続する際に、各接続端子１７、５４の位置を確認しやすくなる。
【００５４】
また、バッテリ２の前面に対向し、且つバッテリ２の着脱方向（鉛直方向）に沿って延びる支持面５０が充電器３に設けられているため、バッテリ２の充電器３への着脱時に、支持面５０によってバッテリ２をその着脱方向に沿ってガイドし、バッテリ２の倒れを抑制することが可能となる。そのため、バッテリ２の充電器３への着脱が容易になる。
【００５５】
また、バッテリ２の充電器３への装着時に、バッテリ２が支持面５０の平坦部５１に沿って下降した後に支持面５０の隆起部５２に沿って下降するように構成されている。そのため、バッテリ２の着脱方向（鉛直方向）に対する傾斜角度が比較的大きい平坦部５１にバッテリ２を確実に接触させてから、バッテリ２の着脱方向に対する傾斜角度が比較的小さい隆起部５２によってバッテリ２を着脱方向に沿って容易にガイドすることができる。これに伴って、バッテリ２の充電器３への着脱が一層容易になる。
【００５６】
また、図９（ｃ）に示されるように、バッテリ２が充電器３に装着された状態で、充電器３の重心Ｇ３が、仮想平面Ｓを挟んで充電器側接続端子５４の反対側に位置している。これに伴って、電源装置１を持ち上げた時に、充電器３の支持面５０にバッテリ２の前面を押し付ける方向のモーメントが発生することになる（図９（ｃ）の矢印Ｘ参照）。そのため、接続端子１７、５４同士が抜けにくくなり、接続端子１７、５４の接続状態を確実に維持することができると共に、各接続端子１７、５４の損傷を防止することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、バッテリ２のストライカー１４が仮想平面Ｓと重なり、且つ、仮想平面Ｓがバッテリ２の充電器３に対する着脱方向（鉛直方向）と平行になっている。そのため、バッテリ２を充電器３に対して着脱する際に、力を加えやすく、バッテリ２をこじる方向に力が発生しにくい。そのため、バッテリ２を充電器３に対して容易に着脱することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、バッテリ２の持ち上げ時に仮想平面Ｓが鉛直面になっており、これに伴って、バッテリ２を充電器３に装着する際に、バッテリ２の底面が真下を向くことになる。そのため、ストライカー１４とフック４１の位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【００５９】
次に、上記した電源装置１のバッテリ２によって駆動電力を供給される電動二輪車について、図１１及び図１２を用いて説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、電動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。
【００６０】
図１１に示されるように、電動二輪車６１には、車体の骨組を構成する車体フレーム６２が設けられている。車体フレーム６２は、その前部上端に配置されるヘッドパイプ６３と、ヘッドパイプ６３から後下方に向かって延設されるダウンチューブ６４と、ダウンチューブ６４の後端から後上方に向かって延設されるリヤフレーム６５と、を備えている。
【００６１】
ヘッドパイプ６３には、フロントフォーク６６が支持され、フロントフォーク６６の下端には前輪６７が軸支されている。ヘッドパイプ６３には、ステアリングシャフト６８が取り付けられ、ステアリングシャフト６８の上端にはハンドルバー７０が固定されている。
【００６２】
ヘッドパイプ６３とダウンチューブ６４の周囲は、前方からフロントカバー７１により覆われるとともに後方からレッグシールド７２により覆われている。ダウンチューブ６４の後下部にはパワーユニット７３の前端部が上下方向揺動可能に支持され、パワーユニット７３の後端部には、後輪７４が軸支されるとともに後輪７４を駆動させるためのモータ７５が固定されている。
【００６３】
リヤフレーム６５は、フレームカバー７６によって覆われており、フレームカバー７６とレッグシールド７２の間には、運転者が乗車時に足を載置するための低床状のフットボード７７が設けられ、フットボード７７にはインバータ７８が収納されている。フレームカバー７６の上端には運転者シート８０が設けられ、運転者シート８０の下方にはバッテリボックス８１が設けられている。
【００６４】
図１２に示されるように、バッテリボックス８１は、上向きに開口されて箱型形状を成している。バッテリボックス８１の上前方にはシートヒンジ８２が設けられ、シートヒンジ８２に運転者シート８０の前端部を取り付けることで、運転者シート８０がバッテリボックス８１の上端に開閉可能に支持されている。
【００６５】
バッテリボックス８１の内部には、前方収納部８３と後方収納部８４が前後に並設されている。前方収納部８３にはバッテリ２が着脱可能に収納され、後方収納部８４にはスペア用のバッテリ２が着脱可能に収納されている。
【００６６】
図１１に示されるように、バッテリボックス８１の前方には、コントローラ８５が設けられている。コントローラ８５には車両側接続端子（図示せず）が設けられており、この車両側接続端子がバッテリ２のバッテリ側接続端子１７と接続されることで、バッテリ２とコントローラ８５が電気的に接続されるようになっている。
【００６７】
以上のような構成の電動二輪車６１においては、バッテリ２からコントローラ８５を介して車両側に電力が供給され、この電力によってモータ７５及び後輪７４が回転することで、電動二輪車６１の走行が可能となる。そのため、バッテリ２内に蓄えられている電力が減少した場合には、バッテリ２の充電が必要となる。
【００６８】
バッテリ２の充電を行うには、電動二輪車６１の運転者シート８０を開放してバッテリボックス８１からバッテリ２を取り外し、前述の方法によりバッテリ２を充電器３に装着する。そして、図１３（ａ）に示されるように、充電器３の電源ケーブル５８の先端に設けられたプラグ５９を、例えば家屋の内壁等に設けられた家庭用コンセント９１（ＡＣ１００Ｖの商用電源）に接続する。これにより、家庭用コンセント９１から出力される交流電圧が、充電器３のＡＣ／ＤＣコンバータ５７によって直流に変換された後にバッテリ２に供給され、バッテリ２が充電される。バッテリ２の充電が完了したら、前述の方法によりバッテリ２を充電器３から取り外し、電動二輪車６１のバッテリボックス８１に再度装着する。
【００６９】
次に、上記した電源装置１を、災害時等の非常時に家庭用電源として使用する方法を説明する。
【００７０】
まず、上記したバッテリ２の充電時と同様に、電動二輪車６１のバッテリボックス８１からバッテリ２を取り外し、充電器３に装着する。そして、図１３（ｂ）に示されるように、充電器３に設けられた家電製品接続用コンセント５６に、家電製品９２（例えば、卓上ライト）の接続ケーブル９３の先端に設けられたプラグ９４を接続し、充電器３の動作モードを充電モードから放電モードに切り替える。この切り替えは、例えば、充電器３に設けられたキーやボタン等の切換手段（図示せず）を操作することにより手動で行っても良いし、充電器３の家電製品接続用コンセント５６に家電製品９２のプラグ９４が接続されるのに伴って自動的に行われても良い。
【００７１】
この動作モードの切り替えに伴って、バッテリ２の直流電圧をインバータ５５によって交流（ＡＣ１００Ｖ）に変換し、家電製品接続用コンセント５６から家電製品９２に出力することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施形態では、バッテリ２と充電器３のＡＣ／ＤＣコンバータ５７の間及びバッテリ２と充電器３のインバータ５５の間でＣＡＮ通信（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信）を行うことでバッテリ残容量（放電可能容量）を正確に把握し、この把握したバッテリ残容量を、バッテリ２又は充電器３に設けられる残量表示部において正確に表示できるように構成されている。
【００７３】
本実施形態では、以上のように、充電器３にインバータ５５と家電製品接続用コンセント５６を設けることで、バッテリ２の直流電圧を容易に交流に変換して、家電製品９２の電源として多用途に使用することが可能となる。特に、電動二輪車６１のような電動車両に駆動電力を供給するバッテリ２は、モータ７５の駆動に大電力を要するため、通常は大容量である。そのため、携帯型の電源装置１でありながら家電製品９２の電源として長時間の使用が期待できる。
【００７４】
このように、電源装置１のバッテリ２を、普段は充電器３から分離させて電動二輪車６１の駆動源として単体で使用し、非常時には充電器３に装着して汎用電源として使用することが可能となっており、且つ、バッテリ２と充電器３の両者を容易に携帯できる構造となっている。
【００７５】
また、電動二輪車６１に駆動電力を供給するバッテリ２を家庭用電源として用いることで、化石燃料を使用する従来の発電機を用いる場合と比較して、排気ガスの発生を抑制することができる。そのため、災害時等の非常時に電源装置１を室内で使用することが可能となり、電源装置１の非常用電源としての利便性が向上する。
【００７６】
また、本実施形態のバッテリ２を構成するリチウムイオン電池は、例えば鉛蓄電池と比較して、単位体積当たりのエネルギー密度が一般的に高い。そのため、リチウムイオン電池によってバッテリ２を構成することで、コンパクト且つ大容量のバッテリ２を実現することが可能となる。
【００７７】
一方で、リチウムイオン電池を用いる場合には、過充電や過放電を抑制する必要が生じる。この点、本実施形態では前述のように、バッテリ２と充電器３間でＣＡＮ通信を行うことで、バッテリ２の残容量を正確に把握及び表示することができるため、過充電や過放電を未然に防止することが可能となり、安全性を確保することが可能となる。なお、過充電や過放電を未然に防止する具体的な構成としては、例えば、バッテリ残容量に応じて過充電や過放電を知らせる警告を表示したり警報を発したりする構成を採用することができる。また、バッテリ残容量に応じて充電や放電を停止する構成を採用することができる。
【００７８】
本実施形態では、バッテリ２の充電器３への装着時にバッテリ２をガイドするためのガイド凹部２５を充電器３に設ける場合について説明したが、例えば充電器３の横幅とバッテリ２の横幅が略同一であるような場合には、ガイド凹部２５を設けなくても良い。
【００７９】
本実施形態では、バッテリ２の電池ブロックをリチウムイオン電池によって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の充電式電池によってバッテリ２の電池ブロックを構成しても良い。
【００８０】
本実施形態では、電源装置１を非常時の家庭用電源として使用する場合を例に説明したが、非常時以外の通常時にも電源装置１を家庭用電源として使用できることは言うまでもない。
【００８１】
本実施形態では、電動二輪車６１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えば電動車いすや電動自転車等の電動二輪車６１以外の電動小型車両に本発明の構成を適用しても良いし、電気自動車等の比較的大型の電動車両に本発明の構成を適用しても良い。また、電動車両以外の電気機器に本発明の構成を適用しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１ 携帯型電源装置
２ バッテリ
３ 充電器
８ 取っ手
１１ 把持部
１４ ストライカー（バッテリ側係合部）
１７ バッテリ側接続端子
４１ フック（充電器側係合部）
５０ 支持面
５１ 平坦部
５２ 隆起部
５４ 充電器側接続端子
５５ インバータ
５６ 家電製品接続用コンセント
６１ 電動二輪車（電気機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリと、該バッテリが着脱可能に装着されて該バッテリを充電する充電器と、を備えた携帯型電源装置であって、
前記充電器は、
前記バッテリの直流電圧を交流に変換するインバータと、
該インバータによって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセントと、を備えていることを特徴とする携帯型電源装置。
【請求項２】
前記バッテリには、該バッテリを持ち上げるための取っ手と、バッテリ側係合部と、が設けられ、
前記充電器には、前記バッテリ側係合部と対応する位置に充電器側係合部が設けられ、
前記バッテリを前記充電器に装着すると、前記バッテリ側係合部が前記充電器側係合部に係合して前記バッテリが前記充電器に固定され、前記取っ手の引き上げに伴って前記充電器が前記バッテリと一体的に持ち上げられることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電源装置。
【請求項３】
前記取っ手は、前記バッテリの上部に設けられ、
前記バッテリ側係合部は、前記バッテリの底部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型電源装置。
【請求項４】
前記バッテリは、上下方向に長い形状を成し、
該バッテリの上部には、前記充電器との接続端子が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の携帯型電源装置。
【請求項５】
前記充電器には、少なくとも前記バッテリの一面に対向し、且つ前記バッテリの着脱方向に沿って延びる支持面が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯型電源装置。
【請求項６】
前記バッテリが前記充電器に装着された状態で、前記充電器の重心は、側面視において前記取っ手の中心軸線及び前記バッテリ側係合部と前記充電器側係合部の係合点を含む仮想平面を挟んで前記バッテリとの接続端子の反対側に位置することを特徴とする請求項５に記載の携帯型電源装置。
【請求項７】
前記支持面は、
前記バッテリの着脱方向に対して所定角度傾斜する平坦部と、
該平坦部から隆起し、前記バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が前記平坦部よりも小さい隆起部と、を備え、
前記バッテリの前記充電器への装着時に、前記バッテリが前記平坦部に沿って移動した後に前記隆起部に沿って移動するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の携帯型電源装置。
【請求項８】
前記バッテリは、電動車両に駆動用の電力を供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の携帯型電源装置。
【請求項１】
電気機器に着脱自在に接続されて該電気機器に作動電力を供給するバッテリと、該バッテリが着脱可能に装着されて該バッテリを充電する充電器と、を備えた携帯型電源装置であって、
前記充電器は、
前記バッテリの直流電圧を交流に変換するインバータと、
該インバータによって変換された交流を出力する家電製品接続用コンセントと、を備えていることを特徴とする携帯型電源装置。
【請求項２】
前記バッテリには、該バッテリを持ち上げるための取っ手と、バッテリ側係合部と、が設けられ、
前記充電器には、前記バッテリ側係合部と対応する位置に充電器側係合部が設けられ、
前記バッテリを前記充電器に装着すると、前記バッテリ側係合部が前記充電器側係合部に係合して前記バッテリが前記充電器に固定され、前記取っ手の引き上げに伴って前記充電器が前記バッテリと一体的に持ち上げられることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電源装置。
【請求項３】
前記取っ手は、前記バッテリの上部に設けられ、
前記バッテリ側係合部は、前記バッテリの底部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型電源装置。
【請求項４】
前記バッテリは、上下方向に長い形状を成し、
該バッテリの上部には、前記充電器との接続端子が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の携帯型電源装置。
【請求項５】
前記充電器には、少なくとも前記バッテリの一面に対向し、且つ前記バッテリの着脱方向に沿って延びる支持面が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯型電源装置。
【請求項６】
前記バッテリが前記充電器に装着された状態で、前記充電器の重心は、側面視において前記取っ手の中心軸線及び前記バッテリ側係合部と前記充電器側係合部の係合点を含む仮想平面を挟んで前記バッテリとの接続端子の反対側に位置することを特徴とする請求項５に記載の携帯型電源装置。
【請求項７】
前記支持面は、
前記バッテリの着脱方向に対して所定角度傾斜する平坦部と、
該平坦部から隆起し、前記バッテリの着脱方向に対する傾斜角度が前記平坦部よりも小さい隆起部と、を備え、
前記バッテリの前記充電器への装着時に、前記バッテリが前記平坦部に沿って移動した後に前記隆起部に沿って移動するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の携帯型電源装置。
【請求項８】
前記バッテリは、電動車両に駆動用の電力を供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の携帯型電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９９２００（Ｐ２０１３−９９２００Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２３４７（Ｐ２０１１−２４２３４７）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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