(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6545287
(24)【登録日】2019年6月28日
(45)【発行日】2019年7月17日
(54)【発明の名称】モジュラー型差込接続装置、並びに、モジュラー型エネルギ供給部を備えた電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両
(51)【国際特許分類】
B62M 6/80 20100101AFI20190705BHJP
B62M 6/90 20100101ALI20190705BHJP
B62M 6/45 20100101ALI20190705BHJP
B62J 99/00 20090101ALI20190705BHJP
H01R 31/06 20060101ALI20190705BHJP
【FI】
B62M6/80
B62M6/90
B62M6/45
B62J99/00 K
H01R31/06 A
【請求項の数】10
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2017-560283(P2017-560283)
(86)(22)【出願日】2016年4月12日
(65)【公表番号】特表2018-515388(P2018-515388A)
(43)【公表日】2018年6月14日
(86)【国際出願番号】EP2016057977
(87)【国際公開番号】WO2016184613
(87)【国際公開日】20161124
【審査請求日】2017年11月17日
(31)【優先権主張番号】102015209029.9
(32)【優先日】2015年5月18日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】390023711
【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ティム ゼバスティアン ゾービヒ
(72)【発明者】
【氏名】ペーター キミッヒ
【審査官】
葛原 怜士郎
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第2013/0244463(US,A1)
【文献】
特開2011−235749(JP,A)
【文献】
特開平11−034957(JP,A)
【文献】
特開2009−012761(JP,A)
【文献】
特開平11−124077(JP,A)
【文献】
特開2013−147123(JP,A)
【文献】
特開2013−180677(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60R 16/02,16/033
B62J 6/18, 9/00
B62J 11/00,99/00
B62M 6/45, 6/80
B62M 6/90
H01R 9/24,24/20
H01R 31/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両であって、
・電気的駆動機構(2)と、
・少なくとも1つの第1のバッテリ(3)と、
・モジュラー型差込接続装置(6)を有する、前記電気的駆動機構(2)と前記第1のバッテリ(3)との間の電気接続装置(5)と、
を備えており、前記モジュラー型差込接続装置(6)は、少なくとも、
・第1のケーブル(7)に接続されたベースコネクタ(60)と、
・差込部(10)及び受容部(11)を有する第1のモジュールコネクタ(61)であって、前記受容部(11)は、第2のモジュールコネクタ(62)の差込部を受容するように構成されている、第1のモジュールコネクタ(61)と、
を備えており、
・前記第1のモジュールコネクタ(61)に、前記第1のバッテリ(3)への接続のための第2のケーブル(8)が設けられており、
・前記第1のモジュールコネクタ(61)と前記ベースコネクタ(60)との間に、第1の差込接続部(17)が形成されている、
車両において、
前記電気接続装置(5)は、少なくとも1つの電気抵抗素子(13,14)を備えており、
前記車両は、前記電気抵抗素子(13,14)の信号を検出し、当該電気抵抗素子(13,14)の信号に基づいて、前記第1のバッテリ(3)の充電のための充電ストラテジ又は前記第1のバッテリ(3)の放電のための放電ストラテジを実行するように構成された制御ユニット(12)を備えている、
ことを特徴とする車両。
【請求項2】
第2のバッテリ(4)と、当該第2のバッテリ(4)に電気的に接続された前記第2のモジュールコネクタ(62)とがさらに設けられており、
前記第2のモジュールコネクタ(62)と前記第1のモジュールコネクタ(61)との間に、第2の差込接続部が形成されており、
前記制御ユニット(12)は、前記電気抵抗素子(13,14)の信号に基づいて、前記第1及び第2のバッテリ(3,4)の充電のための充電ストラテジ、又は、前記第1及び第2のバッテリ(3,4)の放電のための放電ストラテジを実行するように構成されている、
請求項1に記載の車両。
【請求項3】
前記制御ユニット(12)は、個々の前記第1及び第2のバッテリ(3,4)を電気的な充電から及び/又は電気的な放電から除外するように構成されている、
請求項2に記載の車両。
【請求項4】
前記制御ユニット(12)は、前記電気抵抗素子(13,14)の前記信号に基づいて前記第1及び第2のバッテリ(3,4)の個数及び/又は前記第1及び第2のバッテリ(3,4)の種類を特定するように構成されている、
請求項2又は3に記載の車両。
【請求項5】
前記ベースコネクタ(60)と前記第1のモジュールコネクタ(61)とを内部に配置した共通のハウジングは、前記第2のケーブル(8,8’)を前記第1及び第2のモジュールコネクタ(61,62)から前記第1及び第2のバッテリ(3,4)へ導通するための開口を有する、
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の車両。
【請求項6】
前記ハウジングは、チューブである、
請求項5に記載の車両。
【請求項7】
前記チューブは、電動自転車のシートチューブ(15)である、
請求項6に記載の車両。
【請求項8】
前記電気抵抗素子(13,14)は、前記第1のケーブル(7)内に、及び/又は、前記第2のケーブル(8)内に、及び/又は、前記第1及び第2のモジュールコネクタ(61,62)内に、及び/又は、前記ベースコネクタ(60)内に配置されている、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の車両。
【請求項9】
前記第1のモジュールコネクタ(61)及び/又は前記ベースコネクタ(60)は、ケーブル導通を可能にするために、凹部(65)を有する、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の車両。
【請求項10】
前記車両は、電動自転車である、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
従来技術
本発明は、モジュラー型差込接続装置、並びに、モジュラー型エネルギ供給部を備えた電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、特に電動自転車が益々好まれるようになってきている。こうした電動自転車の到達距離を増加させるために、複数のバッテリを同時に1台の電動自転車で使用する手法のような、バッテリの改善策が継続して模索されている。複数のバッテリを使用する際には、各バッテリをそれぞれ個々に電気的駆動機構に接続しなければならない。これにより複数のケーブル分岐が生じ得るので、ケーブルが車両フレームの外側に引き出されることも多い。ただし、複数のバッテリを1台の電動自転車に設ける手段により、自転車メーカにとっては複数のバリエーションを有する電動自転車が得られる。しかし、このことには製造コストに関する欠点がある。また、電動自転車に複数のケーブルが存在すると、乗降の際に運転者がケーブルに引っ掛かりかねないという問題が生じる。さらに、複数のケーブルが存在することによって、気密性及び危険耐性に関する付加的な問題も生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
発明の開示
これに対して、本願請求項1の特徴を有する本発明に係るモジュラー型差込接続装置は、特に、電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両において、例えば1つ又は複数のバッテリを低コストに相互接続できるという利点を有する。また、本発明によれば、例えば種々のタイプの車両に対してモジュラー型構造ひいては簡単な接続手段が得られ、これにより、特に複数のバリエーションの製造をきわめて有利なコストで実現することができる。このことは、本発明に従って、モジュラー型差込接続装置を設けることにより達成される。この場合、モジュラー型差込接続装置は、種々の条件に適合可能である。モジュラー型差込接続装置は、ベースコネクタと、差込部及び受容部を有する少なくとも1つのモジュールコネクタとを有する。ベースコネクタは第1のケーブルに接続されており、第1のモジュールコネクタには、特にバッテリへの接続のための第2のケーブルが設けられている。ここで、第1のモジュールコネクタとベースコネクタとの間に、第1の差込接続部が形成されている。このようにすれば、それぞれさらなるバッテリに接続可能な複数のモジュールコネクタを設けることにより、モジュラー型構造を構成できる。これにより、例えば車両メーカが種々の要求に対応することができ、複数のバッテリを設けることで種々の電気的到達範囲を有する車両を実現可能である。
【0004】
各従属請求項には、本発明の好ましい実施形態が示されている。
【0005】
特に好ましくは、差込接続部及び/又はモジュールコネクタは、幾何学的に等しく形成される。
【0006】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、第1のモジュールコネクタとベースコネクタとが共通のハウジング内に配置される。ここで、特に好ましくは、ベースコネクタと全てのモジュールコネクタとが共通のハウジング内に配置される。
【0007】
さらに本発明は、本発明に係る装置を備えた、電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両に関する。当該車両は、電気的駆動機構と少なくとも1つのバッテリとを含み、電気的駆動機構とバッテリとの間に電気接続装置が設けられている。接続装置は、本発明に係るモジュラー型差込接続装置を備えている。
【0008】
好ましくは、電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両は、さらに、第2のバッテリとこの第2のバッテリに電気的に接続された第2のモジュールコネクタとを備えている。ここで、第2のモジュールコネクタと第1のモジュールコネクタとの間に、第2の差込接続部が形成される。このようにすれば、第2のバッテリを簡単に接続することができる。
【0009】
ベースコネクタと全てのモジュールコネクタとを含む共通のハウジングは、特に好ましくは車両のチューブであり、特に電動自転車ではそのシートチューブである。
【0010】
当該チューブには、好ましくは、ケーブルを各モジュールコネクタからバッテリへ導通するための側方開口が設けられる。
【0011】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電気接続装置は、少なくとも1つの電気抵抗素子を備えている。これにより、ケーブル内の抵抗を測定することができるので、複数のバッテリが存在する場合に特にバッテリの個数を推定でき、さらに好ましくは、バッテリの種類も推定することができる。これにより、改善されたバッテリ管理を行うことができる。バッテリ管理は、好ましくは、複数のバッテリを充電するための充電ストラテジ及び複数のバッテリを放電させるための放電ストラテジにも関する。また、好ましくは、意図的に個々の又は複数のバッテリの充電ストラテジ及び放電ストラテジを除外することもできる。さらに、どのバッテリがまさにアクティブとなっているのか、即ち、どこからエネルギが取り出されるのか又はどこで充電が行われているのかを簡単に特定することができる。
【0012】
この場合、電気抵抗素子は、好ましくは、第1のケーブル内に、及び/又は、第2のケーブル内に、及び/又は、モジュールコネクタ内に、及び/又は、ベースコネクタ内に組み込まれる。
【0013】
また、好ましくは、車両は、電気抵抗素子の信号を検出し、この電気抵抗素子の電気信号に基づいて、1つ若しくは複数のバッテリの充電のための、予め定められた充電ストラテジ、及び/又は、1つ若しくは複数のバッテリの放電のための、予め定められた放電ストラテジを実行するように構成された制御ユニットを備えている。
【0014】
制御ユニットは、さらに好ましくは、バッテリが複数個存在する場合に、個々のバッテリを充電及び/又は放電から除外するように構成される。
【0015】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、制御ユニットは、電気抵抗素子の信号に基づいてバッテリの個数及び/又はバッテリの種類を推定するように構成される。
【0016】
さらに好ましくは、電気的に及び/又は筋力で駆動可能な車両は、電動自転車である。これにより、電動自転車のメーカは、給電システムのモジュラー型構造を実現することができるので、自転車の電動化のコストを大幅に削減することができる。特に好ましくは、ベースコネクタと1つ又は複数のモジュールコネクタとが、電動自転車のフレームチューブ、特にシートチューブに配置される。このようにすることにより、電気的駆動機構が、好ましくは、クランク駆動部の領域に配置されたミドルモータドライブである場合にも、特に、電気的駆動機構への短いケーブルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
以下に、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。同等の要素又は同様の機能を有する要素には、同一の参照番号を付してある。
【
図1】第1の実施形態による電動自転車を示す概略図である。
【
図2】
図1の電動自転車の電気的構成を示す概略図である。
【
図3】実装されたコネクタを示す概略断面図である。
【
図4】本発明の第2の実施形態による電気的構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の好ましい実施形態
以下に、
図1乃至
図3を参照しながら、本発明の第1の実施形態の電動自転車1を詳細に説明する。
【0019】
図1に示されているように、電動自転車1は、電動自転車のクランクシャフトの領域に配置された(ミドルモータ配置の)電気的駆動機構2を備えている。
【0020】
電動自転車1はさらに、電動自転車のシートチューブ15に配置された第1のバッテリ3と、電動自転車のラックに配置された第2のバッテリ4とを備えている。
【0021】
電気的駆動機構2と2つのバッテリ3,4との間には電気接続装置5が設けられており、その詳細は
図2に示されている。電気接続装置5は、モジュラー型差込接続装置6と、電気的駆動機構2を電気的な差込接続装置6に接続する第1のケーブル7とを備えている。さらに、差込接続装置6を第1のバッテリ3及び第2のバッテリ4に接続する複数の第2のケーブル8,8’が設けられている。
【0022】
特に
図2からわかるように、差込接続装置6は第1のケーブル7の自由端部に配置されたベースコネクタ60を備えている。また、第1のモジュールコネクタ61と第2のモジュールコネクタ62とが設けられている。第1のモジュールコネクタ61は、第1の差込接続部17を形成するためにベースコネクタ60に挿入されており、第2のモジュールコネクタ62は、第2の差込接続部18を形成するために第1のモジュールコネクタ61に挿入されている。
【0023】
ベースコネクタ60は、第1のモジュールコネクタ61の差込部10を受容する受容部11を備えている。第1のモジュールコネクタ61にはさらに、同様のもう1つの受容部11が設けられている。ここでは、第2のモジュールコネクタ62の差込部10が、第1のモジュールコネクタ61の受容部11に受容されている。第1のモジュールコネクタ61から第1のバッテリ3に通じる
第2のケーブル8が出ており、第2のモジュールコネクタ62からは第2のバッテリ4に通じる
第2のケーブル8’が出ている。差込部10と受容部11とはそれぞれ相互に適合しており、幾何学的に等しく形成されている。
【0024】
第2のモジュールコネクタ62の受容部11は、この実施形態では空いている。この場合、さらに別の第3のモジュールコネクタを挿入して、別のバッテリを接続することができる。
【0025】
参照番号12で、電動駆動機構2と第1のバッテリ3と第2のバッテリ4とに接続された制御ユニット12が示されている。
【0026】
また、制御ユニット12が、第1の電気抵抗素子13と第2の電気抵抗素子14とに接続されている。第1の電気抵抗素子13は、第1のモジュールコネクタ61と第1のバッテリ3との間の第2のケーブル8に配置されている。第2の電気抵抗素子14は、第2のモジュールコネクタ62と第2のバッテリ4との間の
第2のケーブル8’に配置されている。
【0027】
電気抵抗素子13,14を設けることにより、制御ユニット12は、バッテリ3,4の個数及び種類
の特定のほか、2つのバッテリ3,4の予め定められた駆動も行うことができる。この場合、制御ユニット12は、2つのバッテリ3,4の放電ストラテジを実行するように構成されている。同様に、制御ユニット12は、複数のバッテリ3,4の充電ストラテジを実行するように構成されている。ここで、例えば、2つのバッテリを同時に同じ強さで充電してもよいし、又は、各バッテリを順次に充電してもよい。後者の場合、第2のバッテリ4を充電する前に、まず第1のバッテリ3をフル充電しなければならない。また、例えば、個々のバッテリが意図的に充電又は放電から除外されるように制御ユニット12を構成することもできる。さらに、抵抗素子13,14を用いて、どちらのバッテリがまさにアクティブであるか、例えばどちらのバッテリが充電されるか、又は、どちらのバッテリからエネルギが取り出されるかを特定することもできる。
【0028】
モジュールコネクタ61,62はさらに、外套領域に凹部65が設けられるように構成されている。凹部65には、モジュールコネクタの長手方向に1つ又は複数のケーブルが延在し得る。当該実施形態では、凹部65において
第2のケーブル8がモジュールコネクタ61に対して平行に短い距離だけ案内され、その後方でシートチューブ15の開口を通してシートチューブ15から引き出される。このようにすれば、シートチューブ15とモジュールコネクタとの間に、平行に延在する複数のケーブルをも受容可能な中空室16が生じる。
【0029】
このように、モジュールコネクタ61,62をシートチューブ15に配置することにより、これらのコネクタは外から見えない。即ち、モジュールコネクタも、ひいては特に完全な差込接続装置6も、電動自転車1の乗降の際の運転者による損傷に対して保護されている。これにより、特に、電気的な差込接続装置の確実性を改善することができる。湿分侵入又は汚損の問題も少なくなる。さらに、視覚的な利点も得られる。
【0030】
即ち、本発明はモジュラー型構造を有するので、自転車メーカは、付加的な1個のモジュールコネクタを既存のモジュールコネクタに挿入するのみで、それぞれ異なる数のバッテリを有する複数の異なるバリエーションの電動自転車を容易に実現できる。これにより、さらなるバッテリの接続を著しく容易に行うことができる。また、電動自転車が存在している場合、例えば、大きな組み替えの措置を要さずに、付加的なバッテリの事後補充を行うことができる。
【0031】
図4には、3つのモジュールコネクタ61,62,63が設けられた、3つのバッテリを用いる第2の実施形態が示されている。この場合、それぞれの
第2のケーブル8又は8’又は8’’がそれぞれのモジュールコネクタからバッテリへ通じている。第3のモジュールコネクタ63の空いた受容部11には、理論的にはさらなるモジュールコネクタを挿入することができる。
【0032】
上述した実施形態については、バッテリに代えて、もちろん、他の負荷を、モジュールコネクタの空いた受容部11に挿入してもよいことを指摘しておく。他の負荷とは、例えば、ハンドルのディスプレイ、又は、自転車灯である。このように、種々の付加的な電気負荷を有する種々のバリエーションの電動自転車を、同様に簡単に実現することができる。