JPH04201A - ソーラーセル併用型の電動スクーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、モーターで駆動輪を回転駆動し走行する形
式の電動スクータ−において、その７１ｉ源として蓄電
池とソーラーセル（太陽電池）とを併用する構成の電動
スクータ−に関する。

従来の技術 電動スクータ−の研究開発は既に広く行なわれ、その成
果はたくさんの特許公報や雑誌に発表されて公知に属す
る。

一方、ソーラーセル（太陽電池）の実用化が進んでおり
、ソーラーセルを取付けた四輪電気自動車の開発が行な
われている。四輪電気自動車の場合、一般的に４００〜
５００ｋｇの鉛電池を搭載しており、そのエネルギー容
量は１２．８ｋｗｈ〜１６ｋｗｂ程度となる。一般的な
鉛電池のエネルギー密度は３２　ｗｈ／ｋｇ程度である
。ソーラーセルの太陽エネルギー変換効率は、現在実用
化されているもので１０％前後である。快晴時に１ｍ２
に照射される太陽エネルギーは約１ｋｗであるから、仮
に汀通自動車の上面に３ｍ２のソーラーセルを張り付け
ると、１時間当り３００ｗｈのエネルギをソーラーセル
から供給することができる。この条件下で１日８時間十
分な太陽の照射が得られ、それで電池を充電できたとし
ても２４００ｗｈであり、電池総容量の１８，８％から
１５％しか充電できないことになる。

本発明が解決しようとする課題 電動スクータ−の問題点は、一般の電気自動車と同じく
電池のエネルギー容量が限定され、■充電当りの走行距
離が短いことである。４７．６ｋｇの蓄電池を搭載した
電動スクータ−の場合でも。

３０に曽／ｈの定速走行時で５０ｋｍ程度の走行距離し
か得られないことが判っている。また、電気自動車が一
般的な定速で走行する場合に比べ、信号や交差点での停
車１発進を繰り返す市街地の走行では、１充電当り走行
距離は５０〜６０％に減ってしまうことも知られている
。従って、電動スクーターの実用的な走行距離は２５ｋ
ｍ〜３０ｋｌ程度になる。

また、電気自動車全般に云えることは、蓄電池の放電深
度（消耗度）の深い使い方をすると、蓄電池の寿命が短
くなることが知られている。蓄電池の容量の５０％程度
の放電をしたら、その都度補充電をすることが、電池寿
命を延ばす上で望ましい、この点、通勤等に使われる電
動スクータ−の１日当り走行距離は、片道数キロからｌ
Ｏ数キロくらいであるから、往復ｌＯ数キロから２０数
キロとなる。仮にこの２０数キロを一充電で走行する場
合は、電池の容量を一杯に使いきってしまうことになり
、電池寿命の点が大いに問題になる。

以上の問題点が本発明の解決すべき課題である。

課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段として、この
発明に係るソーラーセル併用型の電動スモーター１で駆
動輪２を回転駆動し走行する電動スクータ−において、 電動スクータ−のボディパネルにソーラーセル（太陽電
池）を設置し、ソーラーセルは充電回路４、充放電制御
回路５を通じて蓄電池６及びモーター制御回路７と接続
したことを特徴とする。

本発明において、ソーラーセルは、電動スクータ−の特
にフロントカウル部分１０及びシート後方部分１１の略
平面上に多数並べて設置したことを特徴とする。

本発明の場合、電動スクータ−のボディパネル又は同ボ
ディパネルの外面を覆う平面的なパネル３ａ〜３ｄを適
度な大きさで折り畳み可能に設置し、前記各パネルの表
面にソーラーセルを張り付けて成るソーラーパネル３は
、駐車中には太陽光に向けて広げることを可能に構成し
たこと。

あるいは電動スクータ−のボディパネル又は同ボディパ
ネルの外面を覆う平面的なパネル３ａ〜３ｄは適度なモ
ジュール大きさで折り畳み可能に構成し、しかもピボッ
ト軸受１６，３５．５０により起伏及び首振りが自在に
設ＺｔＬ、各パネル３ａ〜３ｄは駐車中には太陽光に向
って俯仰角度及び向きの調整が可能に構成したこと、そ
して、フロントカウル部分ｌＯのソーラーパネル３は、
中央のメインパネル３ａをピボット軸受１６を介して上
下方向に起伏自在となし、さらに走行方向に略平行な向
きのヒンジ１７，１８により複数補助パネル３ｂを折り
畳み自在に構成したこと、 また、シート後方部分１１の３枚のソーラーパネル３ｃ
、３ｄは走行方向に略平行な向きの二つのヒンジ２６，
２６によりヘルメット２５が収納される大きさ、形状の
口型に設置し、駐車中には両側二つのサイドパネル３ｄ
、３ｄを太陽光に向けて広げられる構成としたこと、 さらに、シート後方のヘルメット収納庫４−０のボディ
パネル又は同ボディパネルの外面を覆う平面的なパネル
３ｃ　、３ｄをソーラーパネル３として構成し、ボック
ス上面のソーラーパネル３ｃはピボット軸受３５により
起伏自在に設置し、その両側二枚のサイドパネル３ｄ、
３ｄは前記上面パネル３ｃに対し走行方向に略平行な向
きのヒンジ２６で折り畳み可能に連結し、駐車中には各
ソーラーパネル３を太陽光に向けて広げられる構成とし
たこと、 をそれぞれ特徴とする。

さらに本発明は、折り畳み式のソーラーパネル３の折り
畳み位置に、ソーラーパネル３の折り畳み収納の状態を
検出するセンサー３１．３２を設置し、該センサー３１
．３２はモーター制御回路７の制御信号を発生する構、
成としたこと、ソーラーセルをモジュール大きさの平面
的なパネル３ａ〜３ｄに多ｆｋ１１ｔ気的に結線して設
置して成るソーラーパネル３は、パネル毎の単位で充電
回路４に並列に接続したこと（第５図）、も特徴とする
。

本発明の電動スクータ−は、モーターｌの駆動時には各
蓄電池６・・・を直列接続とし、ソーラーセルによる充
電時には各蓄電池６・・・を並列接続に切り替える構成
としたことも特徴とする。前記蓄電池６・・・の接続の
切り替えは、充電スイッチに連係して自動的に切り替え
る方式と、手動操作で切り替える方式のいずれをも実施
可能である。

作　　　用 ソーラーセルの太陽エネルギー変換効率は、現在実用化
されているもので１０５前後である。快晴時に１平方メ
ートルに照射される太陽エネルギーは約１ｋｗであるか
ら、仮に４７．６ｋｇの蓄電池６（総容量１５２３−２
ｗｈ）を搭載した電動スクータ−に１平方メートルのソ
ーラーセルを装備できると、１時間当り１００ｗｈの電
気エネルギーをソーラーセルから供給でき、１日８時間
で前記蓄電池６の総容量の約５２％を充電できることに
なる。

従って、片道で電池容量の５０％の電力を消費する距離
の通勤の場合でも、快晴であれば日中にソーラーセルで
充電してほぼ満充電まで戻すことができる。帰宅してか
らは深夜電力で再び満充電に戻せば、電池の放電深度を
深くしない使用が口ｒ能になる。

充電回路４は、ソーラーセルの発生電力を受入れて充放
電制御回路５へ配送し、蓄電池６の充電にあてる。充電
回路４はまた、商用電源とも接続し、蓄電池６の充電に
も使用される。

充放電制御回路５は、蓄電池６とモータール制御回路７
とを中継する立場にあり、充放電の切り換え機能をもっ
ている。ソーラーセルの発生電力を直接モーターｌの駆
動に使用する制御も行なわれる。

折り畳み可能なソーラーパネル３は、電動スクータ−の
走行中には折り畳んで収納することでじヤまにならず、
危険性もない、そして、駐車中には太陽光に向けて一杯
に広げ、ソーラーセルの発電効率を高められる０首振り
可能としたソーラーパネル３は、太陽光への指向性を一
層高め、発電効率の向上に寄ケする。

センサー３１．３２により折り畳み式のソーラーパネル
３の折り畳み収納状態が検出されると、その検出信号が
モーター制御回路７の例えばインターロックスイッチを
解除することによってモーターｌが始動可能となり、電
動スクータ−がソーラーパネル３を広げたままで危険な
走行をすることは未然に防止される。

太陽電池の１セルの電圧は約０．５ボルトであり、２４
ポルトあるいは２８ボルト等の電動スクータ−の電池を
充電するためには、十分な個数のソーラーセルを直列に
接続して所要の電圧を得る必要がある。しかし、直列に
接続された多数のソーラーセル集合体は、その中のどれ
か一つのソーラーセルが陰の中に入ると集合体全体の効
率が低下することが知られている。折り畳み式のソーラ
ーパネルの場合、特に折り畳まれた状態のとき、太陽の
位置によって、効率の良いパネルとそうでないパネルの
差が大きくなる。各ソーラパネル３は、適度なモジュー
ル大きさに区分した上で充電回路４とパネル毎に並列に
接続したので、太陽エネルギーの照射が悪いパネルが照
射の良いパネルの性能に影響を及ぼす問題点は解決され
た。

走行時に蓄電池６・・・を直列接続すると、モーターｌ
への印加電圧が高くなり、モーターｌの駆動の効率を上
げられる。他方、ソーラーパネル３による充電中に蓄電
池６・・・の接続を並列にすると、各蓄電池６の端子間
電圧は低くなり、ソーラーパネルの発生電圧を低く設定
しても充電ができる゛、ちなみにソーラーセル１個の発
生する電圧は０．５ボルト程度に限定されている。同じ
面積でも発生電圧が低ければ、組合せるソーラーセルの
個数を減らすことができる。同じ面積のソーラーパネル
でも、ソーラーセル−つ一つの面積が大きければ個数を
減らすことができ、結果的にコストダウンができる訳で
ある。

実施例 次に１図示した本発明の詳細な説明する。

まず第１図〜第４図に示した電動スクータ−は、そのボ
ディパネルのうち特にフロントカウル部分１０とシート
１２の後方部分１１とについて折り畳み可能なソーラー
パネル３（第５図参照）を構成したことを特徴としてい
る。

フロントカウル部分ｌＯのソーラーパネル（第５図参照
）は、前輪１３のハンドル軸を支持するガイドパイプ１
４から延ばした支持アーム１５の先端部にピボット軸受
１６を設けて、メインパネル３ａが上下方向への首振り
（俯仰）動作が可能に設置されている。しかも２枚のメ
インパネル３ａ、３ａは、走行方向に略平行な向きとさ
れた中央のヒンジ１７により、鳥のズ（ウィング）のよ
うに両側へ開閉するよう対称形に連結されている。さら
に前記２枚のメインパネル３ａ、３ａの両外縁には、前
記ヒンジ１７と略平行な向きの第二ヒンジ１８，１８に
よって補助パネル３ｂ。

３ｂがやはり回動可能に連結されている。かくして合計
４枚のパネル３ａ、３ｂでフロントカウル部分ｌＯが構
成されている。

但し、両側２枚の補助パネル３ｂ、３ｂを省いた、２枚
のメインパネル３ａ、３ａのみの構成で実施することも
できる。

メインパネル３ａにはまた、前記した支持アム１５の途
中位置に設けたヒンジ２０を中心に回動し、メインパネ
ル３ａの内面に設けた案内溝２４中をスライドする首振
り角度設定部２１をもつステー２２が付設されている。

このフロントカウル部分ｌＯの各パネル３ａ。

３ｂは、各々の外面に多数のソーラーセル（太陽電池）
を密に張り付け、かつ相互に電気的接続を行なってパネ
ル毎の単位でユニット化したソーラーパネル３（第５図
）として構成されている。

そして、各ソーラーパネル３ａ、３ｂは、パネル毎の単
位で充電回路４と並列に接続されている。

当該電動スクータ−の走行時には、前記フロントカウル
部分ｌＯの各ソーラーパネル３ａ、３ｂは、第１図、第
２図、第４図にそれぞれ実線で示したように空力抵抗の
小さい、そして、走行中の危険がない形態に折り畳み収
納した状態とされる。また、電動スクータ−の駐車時に
、ソーラーセル（太陽電池）の発生電力で蓄電池６（第
５図参照）の充電を行なう場合には、第１因と第４図に
２点鎖線で例示したように、まずメインパネル３ａはピ
ボット軸受１６を中心として」二向きに俯仰動作させ、
太陽光と略直角な向きとしてその俯仰角度を首振り角度
設定部２１の締め付けで固定する。さらに２枚のメイン
パネル３ａ、３ａはヒンジ１７を中心に質のように太陽
光に向って展開させ、さらに補助パネル３ｂもヒンジ１
８を中心に太陽光に向けて広げ（第４図の２点鎖線）、
ソーラーセルの発電効率を最良の状態に高める。

このとき各蓄電池６・・・は並列接続に切り替え、各ソ
ーラーパネル３で発生した電力は、充電回路４かも充放
電制御回路５を経て蓄電池６の効率的な充電にあてられ
る。

シー）１２の後方部分１１に用意されたヘルメット２５
の収納庫の部分についても、同収納庫の上面パネル３Ｃ
と、両側面に付設されたサイドパネル３ｄ、３ｄが、や
はり外面にソーラーセルを張り付けたソーラーパネルと
して構成されている。そして、両側２枚のサイドパネル
３ｄ、３ｄは、走行方向に略水平な向きのヒンジ２６に
より、上面パネル３Ｃに対して回動可能に連結されてい
る。

つまり、２枚のサイドパネル３ｄ、３ｄは、電動スクー
タ−の走行時には、ヘルメット収納庫の両側面に密着さ
せて空力抵抗の小さい、そして、走行中の危険がない形
態に折り畳み収納した状態とされる。また、電動スクー
タ−の駐車時に、ソーラーセルの発生電力で蓄電池６の
充電を行なう場合には、第２図に２点鎖線で例示したよ
うに、サイドパネル３ｄを展開し太陽光に向けて広げる
。このシート後方部分１１のソーラーパネル３ｃ、３ｄ
も、第５図に示したようにパネル毎の単位で充電回路４
と並列に接続し、蓄電池６の充電を行なう構成とされて
いる。

上記折り畳み可能なソーラーパネル３ａ、３ｂと３ｄに
関しては、電動スクータ−の走行に際して予め折り畳み
収納の状態になっているか否かを検出する近接スイッチ
、リミットスイッチ等のセンサー３１．３２（第１図）
が、ボディパネルの最適位置に設置されている。このセ
ンサー３１゜３２の検出信号はモーター制御回路７の例
えば・インターロックスイッチ（走行安全装置）のＭ制
御信号として入力される。センサー３１．３２がソーラ
ーパネル３ａ、３ｂ及び３ｃの折り畳み収納状態を検出
した信号を発生しないかぎり、モーター１の始動スイッ
チをオンし又はアクセルを増大してもモーター１は始動
されず、電動スクータ−は走行出来ない。

なお、第５図の充電回路４には、商用電源（ＡＣｌｏｏ
Ｖ）による蓄電池６の充電のためのプラグ３０が用意さ
れている。夜間の駐車中には、商用電源によって蓄電池
６が満充電に戻される。

モーターｌは、第５図のように駆動輪（後輪２）とベル
ト等で連結される場合のほか、駆動輪の軸部に直接組込
んだダイレクトドライブモターで実施する場合もある。

第２の実施例 第６図〜第９図に示した電動スクータ−の場合、特にフ
ロントカウル部分１０のソーラーセルハ、１枚のメイン
パネル３ａとその両側の２枚の補助パネル３ｂ、３ｂと
の３枚から成るものとされている。メインパネル３ａは
、支持アーＬ、１５のピボット軸受１６によって上下方
向の首振りが可能に取付けられている６両側の補助パネ
ル３ｂ、３ｂはメインパネル３ａの両側縁にヒンジ１８
で折り畳み可能に取付けられている。もっとも、両側の
補助パネル３ｂを省き、１枚のメインパネル３ａによっ
てのみフロントカウル部分１０を構成し実施することも
可能である。

また、本実施例の場合、シート後方部分１１のボディカ
ウルについては、水平パネル３Ｃの位置を高く設け、か
つその左右幅の寸法を大きくシ。

もってソーラーセルの張り付は面積を出来るだけ広げる
と共に、水平パネル３ｃは前面壁３３（又は後面壁３４
）に対してピボット軸受３５により上下方向の首振りが
可能に設置されている。この水平パネル３ｃの両外縁に
、ヒンジ２６によってサイドパネル３ｃがｎ型の配置で
回動自在に連結されている。かくしてヘルメット２５の
収納庫が形成されている。

本実施例の場合も、上記の各パネル３ａ〜３ｄは、その
外面にソーラーセルを張り付けたソーラーパネル３とし
て構成され、各々は充電回路４と並列に接続されている
（第５図参照）、シたがって、電動スクータ−の走行時
には、折り畳み可能なソーラーパネル３ｂ、３ｄは折り
畳んだ収納状態とされ、それをセンサー３１．３２で検
出することによってモーター１が始動され得る構成とな
っている。そして、駐車中には、各ソーラーパネル３ａ
〜３ｄを太陽光に向けて大きく広げ、ソーラーセルの発
生電力で蓄電池６の充電が行なわれる。

第３の実施例 第１０図と第１１図に示した電動スクータ−は、フロン
トカウル部分ＩＯの構成が上記第２実施例のものとほぼ
同じであり、シート後方部分１１のソーラーパネルの構
成に工夫がこらされている。即ち、シート後方のヘルメ
ット収納庫４０の上面に、水平パネル３Ｃがピボット軸
受３５で上下方向の首振りが可能に設置されている。そ
して、ヘルメット収納庫４０の上面に付設された案内Ｗ
Ｉｔ４１をスライドする首振り角度設定部４２をもつス
テー４４が、水平パネル３Ｃの内面側にヒンジ４３で回
動自在に取付けられている。水平パネル３ｃの両外縁に
、ヒンジ２６によってサイドパネル３ｄ、３ｄが回動自
在に連結されている。

したがって、電動スクータ−の駐車時には、シート後方
の各ソーラーパネル３を太陽光に向けて大きく広げ、ソ
ーラーセルの発生電力で蓄電池６の充電を行なうことが
できる。

第４の実施例 第１２図〜第１４図に示した電動スクータ−の場合、フ
ロントカウル部分１０及びシート後方部分１１の各ソー
ラーパネル３ａ、３ｂは上下方向の首振りを出来る。し
かも折り畳み可能な構成であることは、上記の各実施例
と共通する。但し、フロントカウル部分ｌＯのメインパ
ネル３ａは、第１４図に示したように、その中央の腕５
１がピボット軸受５０により左右方向（走行方向と直角
な向き）へも首振り可能とされている。したがって、ピ
ボット軸受１６による上下方向の首振りとの組合せによ
り、太陽光の向きに対し、より自在性の高い操作でソー
ラーパネル３を広げ配置できる。

同様に、シート後方部分１１のソーラーパネル３ｃ、３
ｄも、ヘルメット収納庫４０の上面パネル３Ｃが、その
腕５２をピボット軸受５３により左右方向（走行方向と
直角な向き）への首振りが可能に支持されている。

本発明が奏する効果 本発明に係るソーラーセル併用型の電動スクータ−は、
走行時に消費した蓄電池６の電力を、駐車中にソーラー
セル（太陽電池）の発生電力で充電するから１例えば通
勤に使用するような場合、蓄電池６の放電深度の深い使
い方を未然に防止でき、電池寿命を延ばすことに寄与す
る。と同時に一充電当りの走行距離を延ばすことにも貢
献し。

電動スクータ−の実用性を大きく高められるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例である電動スクー
タ−を示した側面図と平面図及び背面図であり、第４図
はフロントカウル部分の収納と展開状態を示した正面図
、第５図は電動スクータ−の電力系統とソーラーパネル
の結線図、第６図〜第８図は第２実施例の側面図と平面
図及び背面図であり、第９図はフロントカウル部分の正
面図である。第１θ図と第１１図は第３実施例の側面図
と平面図、第１２図と第１３図は第４実施例の側面図と
背面図、第１４図はフロントカウル部分の正面図である
。 ｌ・・・モーター　　　　　　２・・・駆動輪（後輪）
３・・・ソーラーパネル　　　４・・・充電回路５・・
・充放電制御回路　　　６・・・蓄電池７・・・モータ
ー制御回路 ｌＯ・・・フロントカウル部分 １１・・・シート後方部分　　　３ａ〜３ｄ・・・パネ
ル１７．１８．２６・・・ヒンジ １６．３５．５０・・・ピボット軸受 ３１．３２・・・センサー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】モーターで駆動輪を回転駆動し走行する電動スク
   ーターにおいて、 電動スクーターのボディパネルにソーラーセルを設置し
   、ソーラーセルは充電回路、充放電制御回路を通じて蓄
   電池及びモーター制御回路と接続されていることを特徴
   とする、ソーラーセル併用型の電動スクーター。 【２】ソーラーセルは、電動スクーターのフロントカウ
   ル部分及びシート後方部分の略平面上に多数並べて設置
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載したソーラーセル併用型の電動スクーター。 【３】電動スクーターのボディパネル又は同ボディパネ
   ルの外面を覆う平面的なパネルが適度なモジュール大き
   さで折り畳み可能に設置されており、前記各パネルの表
   面にソーラーセルを張り付けたソーラーパネルは駐車中
   には太陽光に向って広げることが可能に構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載したソー
   ラーセル併用型の電動スクーター。 【４】電動スクーターのボディパネル又は同ボディパネ
   ルの外面を覆う平面的なパネルが適度なモジュール大き
   さで折り畳み可能に構成され、しかもピボット軸受によ
   り起伏及び首振りが自在に設置されており、各パネルは
   駐車中には太陽光に向けて広げられ、かつ俯仰角度又は
   向きの調整が可能に構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載したソーラーセル併用型の電
   動スクーター。 【５】フロントカウル部分のソーラーパネルは、中央の
   メインパネルがピボット軸受を介して上下方向に起伏自
   在とされ、さらに走行方向に略平行な向きのヒンジによ
   り複数の補助パネルが折り畳み自在に構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項に記載
   したソーラーセル併用型の電動スクーター。 【６】シート後方部分の３枚のソーラーパネルは走行方
   向に略平行な向きの二つのヒンジによりヘルメットが収
   納される大きさ、形状のΠ型に設置され、駐車中には両
   側二つのサイドパネルを太陽光に向けて広げることが可
   能に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項又は第４項に記載したソーラーセル併用型の電動ス
   クーター。 【７】シート後方のヘルメット収納庫のボディパネル又
   は同ボディパネルの外面を覆う平面的なパネルがソーラ
   ーパネルに構成されていると共にボックス上面のソーラ
   ーパネルはピボット軸受により起伏自在に設置され、そ
   の両側二枚のサイドパネルは前記上面パネルに対し走行
   方向に略平行な向きのヒンジで折り畳み可能に連結され
   ており、駐車中には各ソーラーパネルを太陽光に向けて
   広げることが可能に構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載したソーラーセル併用型の電
   動スクーター。 【８】折り畳み式のソーラーパネルの折り畳み収納位置
   には、ソーラーパネルの折り畳み収納状態を検出するセ
   ンサーが設置され、該センサーはモーター制御回路の制
   御信号を発生する構成とされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項又は第４項又は第５項又は第６項又
   は第７項に記載したソーラーセル併用型の電動スクータ
   ー。 【９】ソーラーセルをモジュール大きさの平面的なパネ
   ルに多数電気的に結線し設置して成るソーラーパネルは
   、パネル毎の単位で充電回路に並列に接続されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第
   ３項又は第４項又は第５項又は第６項又は第７項に記載
   したソーラーセル併用型の電動スクーター。 【１０】モーターの駆動時には各蓄電池を直列接続とし
   、ソーラーセルによる充電時には各蓄電池を並列接続に
   切り替える構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項又は第３項又は第４項又は第５項又は
   第６項又は第７項又は第８項又は第９項に記載したソー
   ラーセル併用型の電動スクーター。