JP4599627B1 - 走行中に充電できる交通システム。 - Google Patents

Abstract

【課題】環境破壊の最大問題として、ＣＯ２削減の課題が重要となった昨今、多くＣＯ２を発生するものの中で、車両がガソリンや軽油などの化石燃料を使用している事であり、本発明ではＣＯ２削減のほか、自動操縦を取り入れ、居眠り、わき見運転の事故を防止でき、この方法を採用すれば大いにＣＯ２削減に寄与できるものと信ずる。
【解決手段】蓄電池式車両に僅かの蓄電池を搭載して、車両自身を低価格にして普及化をはかり、電気を流すレールを道路に敷設し、車両の通過する位置のレールのみ通電できるようにし、更に降雨時でも漏電をアースで逃がして安全をはかり、車両が走行中に充電でき蓄電池式車両ながらも長距離走行を可能にし、レールが一本なので車両の操縦が大幅に自由になり、レールより得た電力でモータを駆動し、夜間ライトを点灯し、冬の暖房、夏の冷房も安心して使用し運転できると共に蓄電池の充電を行い乍ら、レールの続く限り走行してＣＯ２を削減しようとする車両交通方式である。
【選択図】図１３

Description

本発明は、電気を伝えるレールの中にスイッチ類を入れ、さらにレール間を通して電線類が張られているだけの簡単な構造のレールになっている。

このレールを普及することでＣＯ２削減効果のある蓄電池を極力少なく搭載して車両の価格を下げて普及率を向上させるもので、道路に電気を取り出せるレールを敷き、車両を走行中の動力と蓄電池を充電し、ＣＯ２を削減しようとする交通システムである。

またレールの中にホール素子または近接センサーがあり、車両の接近や通過の際はホール素子或いは近接センサーを働かせコントロール素子で主スイッチの接続、遮断操作をするよう指令を出し、車両が前部に通過して通電しても途中で停止や車線変更のようにレールの外に出て後部を通過しない場合は、タイマーで主スイッチで通電を遮断出来る構造とし、車両がない場所のレールは電気を切りアースして安全を守っている。

車両の走行中に充電ができるので充電の待時間を無くし電気自動車の普及率を高めＣＯ２を削減しようとする交通システムである。

従来の蓄電池車両は高価な蓄電池の性能を向上して走行距離を伸ばすよう各社努力しているが、電池には希少金属等の高価な材料を使用のため世界的に不足し高騰化する恐れのある将来危惧すべき問題がある。

本発明の以前に公知の［特許文献］特表平４−５０６９４７があり、相違点を比較すると。公知１のその１は、レールにかかる電気の相（例えば直流のプラス又はマイナス）を車両が通る毎に制御回路で判断する必要があるが、本発明は相が変わらないので制御回路が入り、切る、の単純な操作のみになる。公知１のその２は、レールの中身は無いが、本発明は回路が単純なため、レール内は制御回路を内蔵でき、公知１のその３は、レール毎に制御回路が必要に対し、本発明は同じ相のもの数本を纏めて結合して、１セットの回路で数本の結合した長いレールを制御でき、制御回路を減らすことができる等があり、これらより判断して公知のものは短いレールは高価になり不向きで、本発明は全長の短い軽自動車から大型自動車にまで適応でき実用上有利に実施可能である。

以上述べたように従来のような化石燃料の使用を続ければ、地球の温暖化が大きな問題となることは言うまでもない。

この問題を解決しようとするには、蓄電池の搭載量を極力減らし安価な車両を提供し普及率の向上をはかることが望ましい。

しかしこのレール方式は車両の運転には車体をレールに追従して走行する操作の煩わしさが嫌われ、敬遠されることが問題となり普及率の低下を招いている。

さらにこの電気レールに電気を流す方式では、降雨時には漏電による安全性が損なわれる恐れがあるため、さらなる研究が求められていた。

蓄電池の充電に使う電力はＣＯ２の発生しない水力、風力、ソーラーパネル等太陽の自然エネルギーから得たもの、原子力発電、地熱発電、将来の核融合発電等より得た電力を使用することが良い方法であることは言うまでもない。

長い筐体レールの上に継目を絶縁して継ぎ合わせた天板レールを取り付けた電気レールを道路に敷設し、電気自動車の下部にレールから電気を取り込むための車輪と磁石を取り付け、天板レールの入口側に磁石が近づくと筐体レールの中の導電板片が吸引されアースと天板レールとの結合が外れて天板レールのアースは遮断され、同時に導電板片が天板レールに密着して通電し、磁石が過ぎ去っても天板レールから得た電気でソレノイドコイルがプランジャーを引きつけ保持板で導電板片を支え天板レールに電気を流し続ける。

天板レールの出口側に磁石が達すると遮断板が引き上げられてソレノイドコイルの電気が遮断され、プランジャーの吸引が戻され保持板が下がり導電板片も下がって天板レールから離れて電気が遮断される。

導電板片が下がりアース板片がアース線と天板レールから出た端子とに接すると天板レールはアースされる。即ち本システムは車両の下の位置のレールのみ通電し車両から離れている他のレールはアースされ、通電時以外は必ず天板レールをアースして危険は防止されている。

車両より車輪と磁石を降ろし、車輪は天板レールと接触し電気を取り入れ、モータを駆動して走行すると共に蓄電池の充電を行なう二つの仕事をする。

請求項３の一本レール方式では、継目を絶縁した筐体レール内に電線を引き、二相のうちの一つの相を接続し、次のレールには他の異なった相を接続する。その先もこのように二つの相を交互に通電するように接続し、レールの長さと絶縁部材を加えたものと、前後の集電器のピッチを同一にしておけば相反する電気を交互に集電して車両は進行することができる。さらに車両が去ったレールは通電を遮断し、車両とレールはこの動作を繰り返して車両は進行しながら充電する。

前集電器はホール素子または近接センサーを介して前のレールに通電し、後集電器またはタイマーで後のレールの通電を遮断し、車両は二つの相の電気を帯びたレールの上を前後の集電器で電気を拾って車両を走らせる。

前集電器でレールに電源の接続、遮断操作を行なう方法は幾つかあるがその組合せの例を揚げると。

例１、前集電器に電磁波を発生させ主スイッチで天板レールに電源を入れ、電源を遮断する場合はタイマーで電源を切る方法。

例２、前集電器に電磁波を放射させ主スイッチで天板レールに電源を入れ、後集電器に電磁波の周波数の異なった電磁波を放射させ夫々別個のホール素子で主スイッチを働かせで天板レールの電源を切る方法。

例３、前集電器と後集電器とは材質を変えて、入る、切る、別個の近接センサーで区別して操作する方法など幾つかの組合せがある。

請求項３では本発明の特長であるレールは必ず相を決めてある（例えば直流の場合のプラスならプラス）ので、図１６のように主スイッチ等の電気機器を節約するため同じ相の二本以上のレールを結合し一組の主スイッチ類で操作することで主スイッチ等関係電気機器を節約することができる。

このレールの敷設出来ないところや、レールのない道路では蓄電池の電力で走行する。

化石燃料を使用しないので、ＣＯ２削減効果が大きい。

この電気レール方式を採用すれば、レールの続く限り走行を持続し、充電しながら走行距離を格段に伸ばすことが出来、夜間照明、冬期暖房、夏期冷房等の使用にも安心して運転出来る。

天板レールには導電板片と保持装置およびソレノイドコイル回路遮断装置と電線類が内蔵するのみで本発明の電気レールは簡素化できコストが安上がりとなる。

このレールが長いと蓄電池の使用が少ないので蓄電池の搭載量も少なくてよい。

電気自動車に電気を取り入れる為の磁石と車輪をレールに誘導する場合、ハンドル操作で磁石と車輪をレール上に移動すると左右センサーで検知して車輪上下駆動機で磁石と車輪をレール上に降ろしたあと左右センサーでハンドルを軽く操作して自動操縦アシスト方式で車両を自動操縦することができる。

車両の無いところのレールは降雨時の漏電もアースに流すため、電気が通じないので安全である。

レールの敷設が困難なところはレールがなくても、蓄電池で走行できる。

ゴルフカートに採用して、ゴルフ場にレールを張り巡らしてゴルフカートに搭載の蓄電池の充電はゴルフプレイ中に行なうことが出来、充電の手間がなくなる。

レールは車両の自動操縦装置のガイドレールとして使用でき、運転の疲労を減らし居眠り、わき見による事故を減らすことが出来る。

このレールは電車の架線の代わりとして使用でき、電車は長いので通電しているレールはすべて電車の下に入る状態で走行できるので安全性が高い。但し降雪地方は対策が必要である。

図１〜図９の構成について説明する。

１は天板レール、２は筐体レール、３は導電板片、４は電線Ａ、５は磁石、６は車輪で５磁石と共に上下動する、７はアース板片、８はアース線、９は絶縁板で、１０は遮断板、１１は端子、１２は保持板で絶縁材で出来ている、１３はソレノイドコイル、１４はプランジャー、１５は保持板取付棒で絶縁材である、１６はばね、１７は車輪上下駆動機である。１８は絶縁分離帯で電気の両極を分断している、１９は電気方式の場合の主スイッチ、２０はタイマーも含むコントロール素子である。２１は近接センサーＡで２２は近接センサーＢで磁気に感応して２０コントロール素子に伝達する、２３は車両である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図９について説明をする。

天板レール１は２筐体レールの上部に、端部を絶縁して並べて取りつく。３導電板片は４電線Ａに接続されていて、天板レール１の車両入口付近で５磁石で吸引されると１天板レールに密着して、４電線Ａの電気を１天板レールと１３ソレノイドコイルに伝えて１２保持板で３導電板片の接続を持続させ、５磁石が去っても３導電板片の接続が保たれるように保持を続ける。

１天板レールの出口側に車両の磁石が通ると１０遮断板が引き上げられ１３ソレイドコイルの電気回路を切り１４プランジャーが戻り１２保持板も戻り３導電板片の接続が解放されて通電を遮断する。同時に８アース線から７アース板片を介して端子１１より天板レール１をアースする。

１７は車輪上下駆動機で５磁石と６車輪を上げレールより離して電気を切るときに使う駆動機である、２２は左右センサーで車両からレールを探知する。

直流方式は、一つの車輪はプラス電気を、片方の車輪はマイナスのアースに接続する。

次に請求項３に関連して、図４〜図２０について説明をする。

１は天板レール、２は筐体レール、４は電線Ａ、８はアース線、９は絶縁板で、１１は端子、１９は主スイッチ、２０はタイマーも含むコントロール素子である。２１は近接センサーＡ、２２は近接センサーＢ、２３は車両、２４は集電器上下駆動機で、２５は前集電器、２６は後集電器で２７は電線Ｂで、２８は嵩上げ方式のレールを探知して集電器をレールに降ろすためのレール探知センサーである。

次に請求項３の動作を図６〜図１７に基づいて説明をする。

２５前集電器が天板レール１の終端に達すると２１近接センサーＡが前集電器２５を感知し２０コントロール素子を働かせ１９主スイッチで１天板レールと４電線Ａを接続し天板レール１に通電する。その時２６後集電器は２２近接センサーＢに達し車両の通り過ぎたレールを１９主スイッチで１天板レールと４電線Ａとの接続を遮断すると同時に１天板レールをアースする。

２４は集電器上下駆動機で集電器を上下させるものでレールより離して電気を切るときに使う駆動機であり、２３は車両である。

図１７、図１８について説明すると、図１７は集電器が路面との間隙を増すための嵩上げしたものである。図１８は工事費削減のため路面加工費を最小限にするためレールは埋めずにレール内部に主スイッチ、近接センサー、コントロール素子等を入れる主スイッチ室の部分が嵌まり込む穴と、その穴間隔の長い場合はレールの曲がり強度あげるための横ずれ防止溝或いはレールが僅かに沈み込む浅い溝を堀り、レールを薄くして路面に埋め込まないでコストを削減する方法である。

図１９、図２０は請求項３の一本レールのレールを工場生産して現場で組み込む方式とし、３１継手はナイフスイッチ型接合例を示し、更に主スイッチ室を表した図である。

図２１、図２２は路面とレール上面を同一にしたときの、４６レール探知器で３８ブラシをレール上に誘導する方式を示す。

図２３、図２４は路面とレール上面を同一にしたときの、３４触針でレールに接した位置にある３８ブラシに知らせてレールの電気を取り上げる集電器を表している。

図２５は路面とレール上面を同一にしたときのレールの断面図である。

ＣＯ２削減には本車両交通方式が大きく効果を発揮し、しかも本案の実施に関しての障害は殆どなく即刻実施化できる状態にある。一方蓄電池性能向上の研究は未だ半ばにあり成功の確証さえ掴んでいない現在、ＣＯ２削減の目標に期限を課せられた以上、蓄電池の性能向上にのみ期待をかけるのは大変心許ないことで、本案と蓄電池の性能向上案と二本立てとし、本案を速やかに着手することが安心な方法である。自然エネルギーによる電力の確保がさらに増す将来には益々この方式が発達し、自動操縦にして疲れのない運転と事故の防止、そして環境の改善が計られ住みよい地球を取り戻し、人類の楽園となることを念願するものである。

請求項１、２の平面図 請求項１、２の側面図 請求項１、２の側面図 図３のＡ−Ａ断面図 図２のＢ−Ｂ断面図 請求項２の近接センサー部断面図 請求項２の平面図 請求項２の部品配置及び電気配線図 請求項１、２の全体図 請求項３の平面図 請求項３の部品配置及び電気配線図 請求項３の断面図 請求項３の二相電源配列図 請求項３の二相電源解説図 請求項３の全体図 請求項３のスイッチ節約例図 請求項３の集電器嵩上げ例図 請求項３の路面工事費削減方法例図 請求項３の断面例図 請求項３の接続方法の例図 請求項４のレール探知集電器の平面図 請求項４のレール探知集電器の側面図 請求項４の触針とブラシ集電器の側面図 請求項４の触針とブラシ集電器の平面図 請求項４の路面とレールを同一面とした断面図

１ 天板レール
２ 筐体レール
３ 導電板片
４ 電線Ａ
５ 磁石
６ 車輪
７ アース板片
８ アース線
９ 絶縁板
１０ 遮断板
１１ 端子
１２ 保持板
１３ ソレノイドコイル
１４ プランジャー
１５ 保持板取付棒
１６ ばね
１７ 車輪上下駆動機
１８ 絶縁分離帯
１９ 主スイッチ
２０ コントロール素子
２１ 近接センサーＡ
２２ 近接センサーＢ
２３ 車両
２４ 集電器上下駆動機
２５ 前集電器
２６ 後集電器
２７ 電線Ｂ
２８ レール探知センサー
２９ 主スイッチ室
３０ 絶縁部材
３１ 継手
３２ ブラシホルダー
３３ スイングバー
３４ 触針
３５ 触針バー
３６ ソレノイドコイル
３７ プランジャー
３８ ブラシ
３９ ばね
４０ ばね
４１ ベース
４２ レール探知駆動機
４３ セグメントギヤー
４４ ピニオン
４５ スイングアーム
４６ レール探知器
４７ 平行バー
４８ 上下アクチェータ
４９ 融雪ヒータ

Claims (4)

1. 絶縁体で出来ている長い溝形のレールの上に、導電性のある良導体で非磁性体の材料からなる天板レールを取り付け筐体の形状にし、天板レールの車両入口側の筐体内に磁石に吸引可能で良導体の導電板片を可撓性の電線に接続し、電線の下側は絶縁をしたアース板片を取り付け、下部に張られたアース線と天板レールに結合している端子とをアース板片で接触させ天板レールをアースする構造とし、車両に取付いた磁石が通過すると導電板片は引き付けられて天板レールのアースは遮断され導電板片と天板レールは接続され、通電すると同時にソレノイドコイルの吸引で保持板が導電板片を保持する。磁石が天板レールの出口側に進み、遮断板を吸引しソレノイドコイルの回路を切って保持板が導電板片を天板レールより離して通電を遮断する、天板レールはアースされ、漏電をアースで逃がして安全な構造にした電気レールで、走行中充電する電気自動車交通システム。
2. 請求項１の機能を電気的に行なうために、車両入口側の筐体内には外部の磁石の磁力または検出物体をホール素子、近接センサーの検出装置が検出し、導電性の材質の天板レールとアースとの接続を主スイッチがコントロール素子の指令で切り、電線と天板レールを主スイッチで接続させて通電し、検出物体が去っても電気的に保持する回路とし、検出物体が出口側に達したときに反応する検出装置で入口側の保持回路を遮断し電線と天板レールとの通電を断つ。車両が車線変更または停車等で出口側を通らず一定時間内に保持回路を遮断しなかった場合はタイマーで保持回路を遮断して通電を切り、天板レールをアースに接続する回路を持つ電気レールで、走行中充電する電気自動車交通システム。
3. 絶縁体の長い溝形のレールの上に導電性の材料の天板レールを取付け、レール間を絶縁して並べて取付け、筐体内にホール素子或いは近接センサーを内蔵し、更に電線、アース、及びタイマーを持つコントロール素子や融雪ヒータを入れコントロール素子の指令で作動する主スイッチを筐体内に収め、主スイッチは天板レールと電線、或いは天板レールとアースに接続切替えを可能とし、最初のレールに電気の片方の相を接続し次のレールには反対の相を接続し、各レールは決まった相に固定していて、反対の相に変えることのないことを特長とし、レールの並びは例えば直流の場合プラス相とマイナス相と交互に相を替えて並べ、車両の過ぎ去ったレールは電気を遮断する構造とし、レールの長さに絶縁体の長さを加えたものと、車両に付いている集電器の前後間のピッチを一致させた構造で、前後二ヶ所の集電器でレールから電気を拾って車両に通電し、さらにレールを車両の自動操縦のガイドにも利用出来る、走行中充電する電気自動車交通システム。
4. 請求項３のレール上面を路面と同一高さにした場合の集電器であり、レールを探る探知器でブラシをレール上に導く構造のものと、触針でレールを探しレール上のブラシをレールに接触し電気を車両に取り入れ走行モータに給電しながら充電する電気自動車交通システム。

Images