JP2010252584A

JP2010252584A - 電気自動車化ユニット

Info

Publication number: JP2010252584A
Application number: JP2009101489A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-18
Filing date: 2009-04-18
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】既存化石燃料使用車を、最小限の交換部品で構成されるユニットを用いた簡易な改造作業によって電気自動車として再生することを可能とし、無駄なスクラップの山の構築を回避する。
【解決手段】現在一般的に使用されている中古の、または使用されようとする新車の化石燃料使用車を、そのエンジンと吸・排気系、それに関わる制御部分と燃料タンクという最少部品のみをモーターとその制御部分と電池室に該発明の換装用アタッチメントを用いて交換することにより、新たに電気自動車として再生させることを可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存のガソリン又はディーゼル機関使用の自動車(農業用機械のうちエンジンを搭載するもの及び重機、建機を含む。以下同じ）を電気自動車として再生するためのユニットに関するものである。

化石燃料の枯渇を眼前に控え、次世代の移動手段としてＣＯ２削減の観点、インフラ整備の観点から電気自動車が最適と考えられている。しかし、膨大な量が全世界に普及している現行の化石燃料使用車（以下、化石燃料車という）を一気に電気自動車に更新することは、そのユーザーに多大な経済的負担を強要することとなる。また、自動車メーカー等も短期間で世界中の自動車を一斉に更新できるほどの新車を準備できるような材料や資金を持ち合わせてはいないだろうし、技術的にも潤沢ではないのが現状である。

他方、世界的に優遇政策を実施し、化石燃料車から電気自動車への更新が思いのほか進んだとしても、今度は莫大な量の化石燃料車のスクラップの山が出現することとなるし、それを処理し、リサイクルするにも莫大なＣＯ２が排出される工程が必要となり、本末転倒の結果にもなりかねない。

同じ視点から、現在普及している化石燃料車の耐久性は一時代前と比較して相当向上しており、その耐用年数も各種の技術革新により長期化しているため、機械的寿命の半ばでそれらを廃棄することは全世界の経済にとって、多大な無駄遣いとなる点も見逃せない。

また、別の観点から見ると、デザイン的に優れていたり希少価値のある往時のクラッシック・カーやヒストリック・カーが燃料切れで動かせなくなることも一種の文化遺産の喪失に繋がるとも考えられる。

そのような現在の環境の中で既存の化石燃料車を改造して電気自動車化するという考え方は電気自動車の試作という研究の一過程という場面でしか出現することはなく、市中に普及している化石燃料使用車を量産されユニット化された一連の換装用アダプターを用いてエンジンのみをモーターに換装して使用し続けるという考え方はこれまで発表されていなかった。

電気自動車ハンドブック編集委員会編「電気自動車ハンドブック」丸善株式会社２００１年

解決しようとする課題は、既存化石燃料使用車を廃棄せず、電気自動車として再生させる道の簡易かつ合理的な形での提供である。

本発明は、既存化石燃料車に対して、簡易な作業により、そのエンジンを制御装置ごとモーターに置き換え、燃料タンクを電池室に置き換えるため、最低限の作業工程で該化石燃料車を電気自動車として使用するに足る構造としてしまうユニットを提供することを最も主要な特徴とする。

本発明の電気自動車化ユニットは、既存化石燃料車のエンジンをその制御装置ごとモーターに置き換え、燃料タンクを電池室として使用することにより、最低限の改造で電気自動車としての使用が可能となるため、使用者が現在使用中の化石燃料車を廃棄してしまうことなく、電気自動車として使用し続けることができるようになり、化石燃料消費の抑制、ＣＯ２の排出削減、無駄なスクラップのリサイクル工程の削減に大いに寄与し、地球環境の保全に資するものである。

図１は電気自動車化ユニットの実施方法を示した説明図である。（実施例１）図２は請求項１にかかるモーター・ケースの概要を示した説明図であり、比較的小型のテイルシャフト付のモーターを使用する場合の実施例である。（実施例２）図３もまた請求項１にかかるモーター・ケースの概要を示した説明図であるが、比較的大型のモーターを搭載する場合の実施例である。（実施例３）図４は請求項２にかかる燃料タンクを電池室として使用するためのアタッチメントの概略を示した説明図である。（実施例４）図５は請求項３にかかる給油口を充電用差込ソケット取付部として使用するためのアタッチメントの概略を示した説明図である。（実施例５）

既存化石燃料車を電気自動車として使用するために最低限必要な改造用部品をユニットとして提供することにより、簡易な工程のみで電気自動車への再生が可能となるため、膨大な既存化石燃料車の廃棄を回避し、全世界の経済的又は環境的負担を軽減するという目的を、最小の部品点数で実現した。

図１は、本発明装置の１実施例の概略図であって、請求項１の、モーターを内装したエンジン型モーター・ケース２と請求項２の既設の燃料タンクに換装されたバッテリー室３を有する車両の概略図である。

車体（ボディー）１やシャシー、変速機７、懸架装置（サスペンション）、制動装置（ブレーキ・ユニット）、室内内装やエアコン・ユニット、発電機等、動力系統以外のすべての機構がそのままの形で継続使用できるため、廃棄される部品はエンジンと吸・排気装置、冷却装置（必要に応じて残す場合もある）、燃料タンク及びそれらの付随設備のみとなり、最低限の資源廃棄で済むこととなる。

アクセルペダルの動きを電気信号として取出しインバーターで速度制御する技術や発電機に電磁クラッチを備えブレーキ操作時にのみ回生ブレーキとして使用するための機構、および燃料計を電圧計として変換表示させる機構等は既知の技術であるため省略する。

モーターやバッテリーの方式や形式は問わず、その時点で最も効率のよいものを使用することを前提に取り付け方法や固定位置の寸法などが設計されることとなる。同時に複数の型式のモーターに対応させるため複数の取付穴や支持台を備えることも考えられる。また、同一型式や派生型式のエンジンに対しては単一の形状のモーター・ケースを量産すればよく、生産コストも低減できる。

このような、動力源以外は既存化石燃料車の従来の技術をそのまま残した電気自動車を実現することにより、廃車・スクラップの運命を辿るはずであった従来の化石燃料使用車を再生し、脱化石燃料化、ＣＯ２排出の大幅減少、環境騒音の緩和等の課題の解決に地球規模的に貢献する効果がある。

図２は請求項１のモーター・ケースの断面図であり、外形寸法がクランク室寸法より小さいテイルシャフト付のモーターを使用する場合の実施例となる。モーター冷却のため車両前方に走行風の取入口12を装備し、後方に同排出口13を備えている。

元々クランクシャフトのあった位置にモーター2を搭載するため、前後シャフトの両端にクランクシャフト両端と同形状に加工されたアダプター9,10を装着し、ミッション側にフライホイール等１５、反対側に各補機類11を駆動するためのプーリ１６を取り付けることにより、エンジンの代替動力源としてそのまま置き換えが可能となる。シャフトセンターを出すため固定方法は微調整が可能な方法を採る。

ミッション8はそのまま使用するため、ミッションケースとの接合部は元のエンジンと同一形状としなければならないが、逐一同一である必要はなく、取付用ボルト穴の位置とメインシャフトのセンターさえ同一であれば使用できる。この時セルモーター用の切り込みは不要となる。また、外殻に補機類を取り付けるブラケットを備えるため、元の補機類もそのまま装着し、駆動することが可能となっている。ただし、ガソリン・エンジンから換装する場合にはモーターでは吸気負圧が発生しないため、ブレーキ・ブースター用負圧発生ポンプが必要となり、そのためのブラケットが追加で必要となる。

補機類11の搭載位置については、元のそれらの配置に拘る必要はなく、エンジン・ルーム内に収まりさえすれば、駆動ベルト長の変更は必要となるが、出来る限り重心を低くするため、また、インバーター4や充電器等の追加補器類を搭載する空間を確保するためにコンパクトな配置とすることも可能となる。（実施例２）

図３もまた請求項１にかかるモーター・ケースの概要を示した断面図であるが、比較的大型のモーター２をクランクシャフトに対して換装されるメインシャフト１０にオフセットしてその上部に搭載する場合の実施例である。

チェーン、ベルト、ギヤ等１４を介してモーター軸の回転を、該モーター2下部にベアリングで支持され両端をクランクシャフトと同形状に加工されたメインシャフト10に伝達することにより、実施例２と同様に、ミッション側のフライホイール等１５、反対側の各補機類11を回転させるためのメイン・プーリ１６を回転させ、エンジンの代替動力源としての使用を可能とする。

冷却用走行風取入口１２、同排出口１３を備えること、補機類１１を取り付けるブラケットを備えること、ガソリン・エンジンから換装する場合にはブレーキ・ブースター用負圧発生ポンプのためのブラケットが追加で必要となることも実施例２と同様である。（実施例３）

図４は燃料タンクを電池室として使用するためのアタッチメントの概略を示した説明図であり、各車種の燃料タンク形状に応じた形状であらかじめ成型された電池ケースに効率的にバッテリー・ユニットを配置し、最大限の電気容量を確保できる形を採る。

上部に余裕があればそこに充電器を配置することもあるし、余裕がなければ充電器は元のエンジン上部の吸気装置があった空間に配置される。また、モーター回転を制御するインバーターもこのどちらかの空間に配置される。（実施例４）

図５は給油口を充電用差込ソケット取付部として使用するためのアタッチメントの概略を示した説明図であり、給油用パイプの中を通して取り付けるための外側に充電時に必要なソケットを備え反対側には充電器の入力端子に接続されるための端子を備えた電気ケーブルである。（実施例５）

該発明のユニットを用いることで現に使用中の化石燃料使用車を、新車製造メーカーではなく、在野の整備工場やその車両の使用者本人でさえ、簡易な作業のみで新たに電気自動車として再生することが可能となり、廃車の運命を辿るはずであった旧技術の中古車を新たな脱化石燃料を目指す車社会に適応させ、ＣＯ２排出の大幅減少、環境騒音の緩和、大量の無駄な廃棄物発生の抑制等を地球的規模で実現する。

１既存化石燃料車の車体
２エンジンに換装されるモーター
３燃料タンクに置き換えられた電池室
４モーター回転制御用インバーター
５充電器
６充電プラグ
７既存ミッション

Claims

市販の化石燃料使用車に搭載済みのエンジンを取り外し、代わりにモーターを搭載するための、元の該エンジンと同じ位置にそのクランクシャフト両端と同形状に加工されたメインシャフト、又は直接前後のモーター軸に被せて延長するアダプターを備え、各補助ポンプ（ガソリン・エンジン搭載車に用いる場合のブレーキ・サーボ用バキューム・ポンプを含む）あるいはエアコン・コンプレッサー、発電機（オルターネーター）等既設装備用のすべての架台を備え、吸気装置又はシリンダーヘッドがあった場所にインバーター又は充電器もしくはその両方を搭載するための形状を備え、内部にモーターを収納するための固定用架台を装備し、その動力で該メインシャフト又はアダプターを回転させる機構を備え、走行方向前部に該モーター冷却用の走行風取入口と後部に排風口を備え、元のエンジンと同形状の変速機接合部と搭載用マウント形状を備えたモーター・ケース。
市販の化石燃料使用車に搭載済みの燃料タンクを取り外し、代わりに搭載するため元の燃料タンク取付部形状と同一の取付部形状を備え、市販の高性能充電用電池を複数搭載することが可能となるよう加工された換装用電池室
市販の化石燃料使用車に搭載済の燃料給油口に差し込み、固定できる形状を備え、外部に市販の電力供給用差込プラグを備え、内部に充電器との接合用コネクターを備えた充電用コードユニット。